Qu'est-ce qu'une cellule d'enclume de diamant?
La cellule d'enclume de diamant est une machine utilisée par les physiciens pour mettre des échantillons sous des pressions extrêmement élevées (jusqu'à ~ 360 gigapascals) dans le but de rechercher leurs propriétés, y compris les transitions de phase, la liaison atomique, la viscosité et les niveaux de diffraction et la structure cristallographique.Les cellules d'enclume de diamant peuvent simuler des pressions de millions d'atmosphères, des conditions de recréation similaires à celles du centre de la Terre ou à l'intérieur des géants du gaz.Ils sont parmi les seul appareils de laboratoire capables de créer des formes de matière dégénérée comme l'hydrogène métallique.
Les cellules d'enclume de diamant fonctionnent sur un principe simple - en exerçant une grande quantité de force sur une petite quantité de superficie, une pression nette énorme peut être obtenue.L'enclume de diamant, successeur des anvils en alliage de carbone-tungstène, a été inventée par les chercheurs Weir, Lippincott, Van Valkenburg et Bunting à la fin des années 1950 dans le cadre de leur travail au National Bureau of Standards (NBS).En plus d'être le matériau le plus difficile disponible à l'époque et pratiquement incompressible, le diamant est transparent, ce qui facilite la visualisation des échantillons expérimentaux lorsqu'ils sont compressés.Il aide également à mener des expériences spectroscopiques.
Trois composants principaux constituent la cellule d'enclume de diamant.Les deux diamants impeccables sont d'abord sans faille, avec un poids de 1/8 à 1/3 carats, avec des visages parallèles s'opposant les uns aux autres.Le coulet, l'endroit où les deux diamants entrent en contact, a généralement un diamètre d'environ 0,6 mm.Pour les expériences qui nécessitent des pressions encore plus élevées, le coulet peut être encore plus petit.
Le deuxième composant de la cellule de l'enclume de diamant est un dispositif exerçant par la force, appuyant les diamants les uns contre les autres des deux côtés.Ceux-ci peuvent être des vis qui serrent, du gaz pressant contre une membrane ou d'un simple bras de levier.Le troisième composant de l'enclume de diamant est un joint métallique qui entoure le périmètre de la coulée, contenant l'échantillon et fournissant une résistance à la compression sur les bords, diminuant la possibilité d'une défaillance de l'enclume.
La cellule d'enclume de diamant est un équipement importantCela nous permet de simuler des pressions que nous ne verrions jamais autrement, nous donnant accès à un monde de matériaux qui autrement seraient inobservables.