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비정질 파이로프의 저온 압축에 따른 구조 변화를 이용한 멀티 앤빌 프레스의 상온 압력-부하 보정
Pressure-load Calibration of Multi-anvil Press at Ambient Temperature through Structural Change in Cold Compressed Amorphous Pyrope 원문보기

광물과 암석 = Korean journal of mineralogy and petrology, v.35 no.1, 2022년, pp.65 - 73  

이주호 (서울대학교 지구환경과학부) ,  김용현 (서울대학교 지구환경과학부) ,  이아침 (서울대학교 지구환경과학부) ,  김은정 (서울대학교 지구환경과학부) ,  이서영 (서울대학교 지구환경과학부) ,  이성근 (서울대학교 지구환경과학부)

초록
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지구/행성 내부의 다양한 지질학적 과정을 이해하기 위해서는 고온-고압 환경에서 지구 내부 구성물질의 특성을 이해하는 것이 필수적이다. 이러한 고압환경을 생성하기 위하여 사용되는 멀티 앤빌 프레스(multi-anvil press)는 주로 상부맨틀조건의 극한 상황을 재현하는데 사용된다. 멀티 엔빌프레스의 지질학적 사용을 위한 필수 보정 과정 중 하나는 압력을 생성하기 위한 프레스의 유압과 실제로 시료에 가해지는 압력 사이의 관계인 압력-부하 보정(pressure-load calibration)이다. 압력-부하 보정은 일반적으로 고온-고압 조건에서는 결정질 물질의 상전이를 이용해서 이루어지는데, 고온에서의 경우와 달리 저온(상온)의 경우 상전이 과정이 상대적으로 비효율적이므로 압력-부하 보정의 다른 방법론이 요구된다. 본 연구에서는 파이로프 조성(Mg3Al2Si3O12)의 비정질(비정질 파이로프)의 상온에서의 압축(cold compression)에 따라 발생하는 영구적인 고밀도화 현상(permanent densification)과 그 기원이 되는 알루미늄 배위 환경의 변화를 고해상도의 27Al MAS 및 3QMAS NMR 분광분석을 통해 정량화하고, 이로부터 압력에 따른 알루미늄의 배위수 변화를 이용해 14/8 HT 조립세트(assembly set)와 1,100톤 멀티 앤빌 프레스에 대한 상온에서의 압력-부하 보정을 수행하였다. 본 연구는 NMR분광분석을 이용하여 압력보정을 수행한 최초의 연구결과이며, 비정질 파이로프의 압축-감압에 따른 원자 단위에서의 비가역적 구조 변화는 섭입대 환경과 같은 저온 고압 환경에서 비정질 물질이 겪는 변화와 그에 따른 지질학적 현상의 이해고양에 실마리를 제공한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The proper estimation of physical and chemical properties of Earth materials and their structures at high pressure and high temperature conditions is key to the full understanding of diverse geological processes in Earth and planetary interiors. Multi-anvil press - high-pressure generating device - ...

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참고문헌 (37)

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