1 / 17

А.Н. Никитин, Р.Н. Васин, А.М. Балагуров Объединенный институт ядерных исследований, Дубна

Исследования тепловых и деформационных свойств кварцита в температурном интервале полиморфного - перехода методами нейтронной дифракции и акустической эмиссии. А.Н. Никитин, Р.Н. Васин, А.М. Балагуров Объединенный институт ядерных исследований, Дубна Г.А. Соболев, А.В. Пономарев

kelvin
Download Presentation

А.Н. Никитин, Р.Н. Васин, А.М. Балагуров Объединенный институт ядерных исследований, Дубна

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Исследования тепловых и деформационных свойств кварцита в температурном интервале полиморфного- переходаметодами нейтронной дифракциии акустической эмиссии А.Н. Никитин, Р.Н. Васин, А.М. Балагуров Объединенный институт ядерных исследований, Дубна Г.А. Соболев, А.В. Пономарев Институт физики Земли им.О.Ю.Шмидта РАН, Москва

  2. Масштабные уровни подготовки землетрясения meso macro o micro d-spacing, A

  3. Аномальные свойства кварца в области - перехода • аномальное поведение коэффициента Пуассона • «несоразмерная» фаза? • трансформационная сверхпластичность? -кварц Фазовый переход -кварц 573 oC Температура

  4. HRFD – HighResolution Fourier Diffractometer(installed at the beam 5 of the fast pulsed reactor IBR-2) • Fourier chopper that “shortens” rather long (≈315 mks) neutron pulse from the IBR-2 • high-resolution 6Li-detectors at the scattering angle of 156o (resolution is ~0.1%) • high neutron flux at the sample position (~8*106 n/cm2/s)

  5. Образец: порошок кварца • сделан из синтетического монокристалла кварца • подвергся отжигу при температуре 200 oC • испытал длительную выдержку (больше 10 лет) Температуры: 540, 560, 570 (дважды), 580, 600 и 620 oC

  6. Параметры решетки и положения атомов Дифракционные спектры -кварца при температуре T=25 oC Результаты исследования порошка кварца

  7. Температурные зависимости межплоскостных расстояний a и cдля монокристалла и порошка Данные для монокристалла: K. Kihara. An X-ray study of the temperature dependence of the quartz structure. // European Journal of Mineralogy. 1990. 2. P. 63-77.

  8. SKAT neutron diffractometer(installed at the beam 7a of the fast pulsed reactor IBR-2) • axial symmetrical arrangement of detectors installed at the mounting ring (diameter 2 m) • same scattering angle of 90o for all of 19 3He detectors • long flight path (103.8 m) means good resolution of 0.7% at lattice spacing d≈2Å

  9. Высокотемпературная камера одноосного сжатия Chamber Goniometer SKAT detector ring

  10. Ход экспериментас образцом кварцита Размеры образца: цилиндр диаметром 16 мм и высотой 20 мм

  11. Влияние температуры на положение Брэгговского рефлекса

  12. Зависимость ширины Брэгговского рефлекса от температуры Сосуществование нескольких фаз в образце кварцита

  13. Остаточные напряжения возникают после фазового перехода Температурные зависимости межплоскостных расстояний в кварците и порошке

  14. Кварцевый порошок Кварцит Тепловое расширение в кварците и порошке

  15. Внутренние (решеточные) напряжения в кварците в области -перехода, LATTICE (hkil) T, oC d d-1, *103 E, GPa LATTICE, MPa MACRO, MPa (10-11) (10-10) (11-20) (11-21) 540 600 540 600 540 600 540 600 1.06 0.38 1.24 0.03 1.14 0.16 1.00 0.14 76.3 84.0 116.4 110.7 76.3 84.0 116.4 110.7 76.3 84.0 116.4 110.7 76.3 84.0 116.4 110.7 80.9 89.0 44.2 42.1 94.6 104.2 3.5 3.3 87.0 95.8 18.6 17.7 76.3 84.0 16.3 15.5 -25 -27 -25 -27 -25 -27 -25 -27

  16. Акустическая эмиссия, зарегистрированная в образце кварцита Возрастание акустического фона Вспышки упругих колебаний акустической эмиссии

  17. Выводы • Впервые комплексно методами нейтронной дифрактометрии и акустической эмиссии исследована динамика --перехода в образце природной горной породы - кварците. • Измерены изменения межплоскостных расстояний кристаллической решетки в процессе --перехода и на этой основе оценены значения внутренних напряжений, которые в несколько раз превысили приложенное к образцу внешнее механическое напряжение. • Установлено, что после завершения --перехода возникали вспышки АЭ, превышающие на два порядка по интенсивности уровень АЭ, обусловленный термическим растрескиванием при нагревании образца. • Динамика всплесков АЭ описывается зависимостью релаксационного типа. Возникновение вспышек упругих колебаний АЭ при фазовом переходе в породообразующем минерале земной коры – кварце свидетельствует о дискретном характере неустойчивости. Не исключено, что такие явления могут способствовать развитию очага землетрясения за счет изменения напряженного состояния среды или триггерного эффекта.

More Related