基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置

摘要

本文主要介绍作者所在实验室研制的基于国产六面顶压机构建的二级6-8型大腔体静高压装置的力学结构、压力标定、温度标定以及采用金刚石复合材料作为二级顶锤产生超高压的一些探索性工作.压力标定结果表明,设计的14/8(传压介质边长/二级顶锤锤面边长,单位为mm)和12/6组装可达到的最大腔体压力约为18GPa,10/4组装的最大腔体压力约为20GPa;温度标定结果表明,三种组装均可在2300K的温度条件下稳定运行.就加载吨位而言,基于六面顶压机的二级增压装置的压强产生效率约为基于两面顶压机的2-6-8型增压装置的2.5倍.为了达到更高的压力,本实验室在设计三种硬质合金二级组装的基础上,进行了采用金刚石复合二级顶锤产生超高压的实验探索,采用原位电阻测量观测Zr在高压下相变(α-ω,7.96GPa;ω-β,34.5GPa)的方法,标定了由多晶金刚石—硬质合金复合末级压砧构建的5.5/1.5组装的腔体压力.实验表明,自行研制的多晶金刚石—硬质合金复合末级压砧可使基于国产六面顶压机构架的二级加压系统的压力产生上限从约20GPa提高到35GPa以上,拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围.应用这一技术,期望经过末级压砧材料与压腔设计的进一步优化,在基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置压腔中产生超过50GPa的高压.