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金属在超高压超高温状态下还能保持固体吗?(参考地核的条件)? 第1页

  

user avatar   jiehou1993 网友的相关建议: 
      

地核的主要成分是铁,其中内核为固态铁,外核为液态铁(见下图[1]),内外地核边界处的压力很大,在330 GPa左右,这些基本上已经达成共识了。不过边界的温度还存在比较大的争议。

根据内核边界的定义,该处的温度应当等于铁在330 GPa压力下的熔点。铁的熔点随着压力的升高而升高,即高压下铁更容易保持固态(大部分材料都满足这个规律)。但330 GPa的压力实在是太大了(这可是330万个大气压),极端高压下铁的熔点测量是比较困难的。

实验上想要产生这么高的压强,要么用金刚石对顶砧(见下图[1]),也就是把两块金刚石削尖了用力怼一块,用减少受力面积(砧尖尺寸大概一两百微米)的代价来换取高压;要么用冲击波,在很短的时间内产生很高的压强。

在这样的限制下进行熔点的测量显然是比较困难的,下图给出了不同压力下铁的熔点[1],最右边的ICB表示地球内核边界的压力条件。由于上述限制,这一区域的数据较为稀少,并且数据点也比较分散,需要进一步研究获得更多的数据后才能给出准确结论。

参考

  1. ^abcAnzellini, Simone. Phase diagram of iron under extreme conditions measured with time resolved methods. Diss. Paris 6, 2014. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01164980/document



  

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