Co to jest komórka diamentowa?

Komórka kowadła diamentowego jest maszyną stosowaną przez fizyków do nakładania próbek pod wyjątkowo wysokim ciśnieniem (do ~ 360 gigapaskali) w celu zbadania ich właściwości, w tym przejścia fazowego, wiązania atomowego, lepkości i poziomów dyfrakcji oraz struktury krystalograficznej. Diamentowe komórki kowadli mogą symulować ciśnienie milionów atmosfery, odtwarzając warunki podobne do tych na środku ziemi lub wewnątrz gigantów gazowych. Są one jednym z jedynych aparat laboratoryjnych zdolnych do tworzenia form zdegenerowanej materii, takich jak metalowy wodór.

Diamentowe komórki anvil działają na prostej zasadzie - poprzez wywieranie dużej siły na niewielkiej ilości obszaru, można uzyskać ogromne ciśnienie netto. Diamentowy kowadnik, następca kowadeł wykonanych ze stopu węglowego-tungstenu, został wynaleziony przez naukowców Weir, Lippincott, Van Valkenburg i Bunting pod koniec lat 50. XX wieku w ramach ich pracy w National Bureau of Standards (NBS). Oprócz bycia najtrudniejszym materiałemDiamentowy jest dostępny w tym czasie i praktycznie nieściśliwy, jest przezroczysty, co ułatwia przeglądanie próbek eksperymentalnych podczas ich ściskania. Pomaga także w prowadzeniu eksperymentów spektroskopowych.

Trzy główne składniki tworzą komórek kowadła diamentowego. Pierwsze są dwa bezbłędne diamenty, o wadze 1/8 do 1/3 karatów, z równoległymi twarzami przeciwni. Culet, miejsce, w którym dwa diamenty się kontaktują, zwykle ma średnicę około 0,6 mm. W przypadku eksperymentów, które wymagają jeszcze wyższych ciśnień, Culet można zrobić jeszcze mniejszy.

Drugim składnikiem diamentowego komórki kowadłej jest urządzenie do wyseszczenia siły, naciskając diamenty do siebie z obu stron. Mogą to być śruby, które dokręcają się, dociskające gaz do membrany lub proste ramię dźwigni. Trzeci składnik kowadła diamentowego jest metalowa uszczelka, która otacza obwód Culeta, Containiniejszy próbka i zapewnia odporność na kompresję na krawędziach, zmniejszając możliwość awarii kowadła.

Diamentowa komórka kowadła jest ważnym elementem sprzętu, który pozwala nam symulować naciski, których inaczej byśmy nigdy nie widzieli, dając nam dostęp do świata materiałów, które w innym przypadku byłyby nieobserwowalne.