超高圧力下の実験

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超高圧力下の実験

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/10/17 01:57 UTC 版)

「圧力」の記事における「超高圧力下の実験」の解説

高圧力のことを高圧と省略して呼称することが多いが、これでは例えば電圧の高圧であったり誤謬が生ずる恐れがある。高圧力と呼ぶほうがより正確である。高圧力とはどの程度の圧力から上のことを呼ぶのか、については特に明確な基準は存在しない。たとえば高圧ガス保安法での高圧力には1MPa（約10気圧）に基準があるものと思われる。一方、物理や化学の分野ではこれも各分野によってイメージはそれぞれでやはり確かな判断基準はない。圧力下における物理・化学の実験的研究に関する分野では下記のようなダイヤモンドアンビルセルを用いることで発生できる圧力領域あたりからが超高圧と呼ばれているようである。つまり圧力値では10万気圧あたりが境界になるであろう。 超高圧力実験装置にはプレス型とダイヤモンドアンビルセルを使ったものとに二分できる。 プレス型は、ピストンシリンダーなどを使って生じた圧力を油圧（直接加圧する場合もあり）で伝達して試料を押す。発生可能な圧力の大まかな目安は数万気圧（数GPa）である。比較的広い圧力発生空間を確保することができ、多彩な物性測定実験が可能となっている。 ダイヤモンドアンビルセル(Diamond Anvil Cell: DAC)は、天然または人工合成のダイヤモンドを使って超高圧力を実現するもので、小型（手のひらサイズ）で、透明（光学的な観測が可能）であり、サブテラパスカル（数百万気圧、数百GPa）までの加圧が可能である。一方、ダイヤモンドそのものが大型化できないので、試料は大変小さなものにしなければならない。ダイヤモンド以外に、サファイア、炭化ケイ素を使ったアンビルセルもあるが、加圧できる圧力はダイヤモンドよりも劣る。 上記の高圧力実験は通常、静的な圧力発生によるものが前提であるが、動的に圧力を加える実験として衝撃圧縮実験がある。達成可能な圧力値は衝撃圧縮によるもののほうが一般的に高い。 他に非等方的な圧力実験の試みもある。