高温高压装置是一种模拟极端环境条件的实验装置,帮助科学家们深入研究物质物性成因机制,为新材料和能源开发提供基础理论指导。近年来,地球科学研究、超硬材料合成、能源材料科学等领域蓬勃发展,对高温高压装置需求提升。科研人员在选择高温高压装置时,应该注意哪些内容呢?
一、压力与稳定性
高温高压装置最为关键的是压力以及稳定性,能否达到实验所需压力,这将决定实验能否达到所需目的,只有当达到目标压力时,某些反应与相变才可进行。
(石墨与金刚石的晶体结构)
例如,石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,被认为是一种未来新材料,金刚石是自然界中硬度最高的物质之一,他们均为碳元素的同素异形体,可以相互转化,在转变过程中需要经历sp2-sp3的过程,需要处于5~6GPa,1000-2000℃的环境下才可实现石墨到金刚石的转化,在较低的压力下,无法进行此转化。
(铋的阻值随油压的变化)
对于相变,铋元素会在2.55GPa、2.75GPa7GPa时发生相变,其物理化学性能会发生变化。例如,其电阻会升高或降低,基于此,我们对铋的电阻进行测量,可以对高温高压设备的压力进行标定。由此可见,压力是高温高压设备十分重要的一项性能,只有当压力能够到达实验所需目标压力时,实验才可进行,同时压力稳定性的高与低同样会对实验结果产生一定影响。
RTK公司可提供多种高温高压设备,其压力范围可达300-20GPa的范围选择,同时用伺服电机进行调节,可以产生非常陡或非常平的压力曲线,不产生振动,避免液压系统的压力波动多段分别对压力、时间进行设定,产生用户需要的压力曲线,同时将实际压力和设备状态信息传输到PLC控制系统调节伺服电机,调节实际压力,使其趋近设定压力,在自动控制下,只有伺服电机对压力进行调节,设备噪声极小,非常适合实验室使用。
二、温度
温度同样是高温高压反应中至关重要的物理量,在吉布斯-亥姆霍兹方程中,反应的进行同时与温度有关,压力与温度同时影响着反应进行的方向,并且温度也影响这反应发生的速率,因此能够稳定升温与控温是十分重要的。RTK压机的温度范围为25~2000℃,由Eurotherm温控表进行程序控温,实时监控温度。
三、国产高温高压装置
中国高温高压装置技术,虽然起步较晚,但发展迅速。近20年,国内很多科研单位先后建立了高水平高温高压实验平台,具有覆盖地表至地心温压环境的各类装置以及多种可进行原位/非原位观测的技术,在高压矿物物理、实验岩石学和地球化学等领域取得重要进展。[1]
RTK高温高压设备对标与国际,能够极大限度的满足用户的需求,核心部件采用高端精密材料制造而成,适用于需要高温高压环境并精确控制高温高压条件的各项科学研究,并可实现温度与压力的自动调节,可以更精密地控制实验条件,提供稳定可靠的压力与温度实验环境。
参考文献
[1].《高温高压装置研制和技术创新的发展现状与趋势》吉林大学,中国地质大学 巫翔,高春晓,王超
更多
洛克泰克谈高压:高温高压(HTHP)装置开启矿物研究新纪元
厂商
2024.06.17
洛克泰克谈高压:高压科学实验技术与前沿应用介绍
厂商
2024.05.17
大国重器:湖北洛克泰克多面顶大腔体压机与前沿科研应用
厂商
2024.04.29
国产洛克泰克高温高压大压机,助力钻石培育、超硬材料合成技术科研
厂商
2024.03.27