Сверхвысокие давления в прессе Уокера помогут понять недра Земли

Исследователи из Цзилиньского университета, в исследовании, опубликованном в Engineering, достигли значительного прорыва в генерации сверхвысоких давлений при высоких температурах с использованием крупнообъемного пресса (LVP) типа Уокера. Это достижение открывает новые возможности для изучения новых материалов и понимания внутреннего строения Земли.

Команде удалось получить давления в диапазоне от 37.3 до 40.4 ГПа при температурах от 1900 до 2100 К. Это было достигнуто за счет применения новых наковален из карбида вольфрама (WC) марки ZK01F с конической поверхностью. Эти наковальни вместе со сборками ячеек из твердых материалов и объемом образца около 1 мм³ были ключевыми для расширения диапазона давлений.

Применение этой технологии сверхвысокого давления многогранно. В материаловедении команда синтезировала и охарактеризовала массивные образцы почти чистого сверхтвёрдого аморфного углерода со sp³-гибридизацией, обладающие высокой твёрдостью и регулируемой шириной запрещённой зоны. Для наук о Земле исследователи изучили растворимость воды и кислородные вакансии в минералах нижней мантии, синтезировав крупные монокристаллы, что даёт представление о составе и структуре недр Земли и может помочь объяснить такие явления, как остановка плит в средней части нижней мантии.