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高温高圧実験 こうおんこうあつじっけんhigh temperature and high pressure experiment

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

高温高圧実験
こうおんこうあつじっけん
high temperature and high pressure experiment

これはある意味で地殻深部状態の再現で,数万気圧の高圧に特に重点がある。目的は,(1) 高温高圧下の物質の物性変化,相転移状態図などの研究 (高圧物理学) ,(2) 高温高圧下でのみ起る特殊な化学反応・合成などの研究 (高圧化学) ,(3) 天体特に地球の生成理論の研究 (地球物理学) などで,これらはまた互いに関連している。現在の成果は,数種の地殻形成物質 ( SiO2,Al2O3 など) の高圧下での人工合成とその特殊物性,半導体元素 (シリコン,ゲルマニウムなど) の高圧下での金属化現象,数種の金属 (水銀,ビスマスなど) や石墨の高圧下同素変態などの諸研究がある。高圧装置は,衝突や爆発で数十万気圧の瞬間的動圧が得られるが,多くの目的ではある時間の静高圧保持が必要で,ピストン加圧式のほか,角錐体を組合せて中央に空隙 (原料装入部) をつくり,錐体底部に数千~数万気圧の液圧または固体圧を加えて,錐体先端圧力を数倍に高める方式が多い。現在5万気圧程度は容易で,100万気圧の報告もある。加熱は高圧部に加熱装置を別に組込む方式と,加圧体自身に大電流を流す自熱式がある。ダイヤモンドの人造はこの実験の応用で,6万気圧,2000℃程度の処理で石墨をダイヤモンド化することができ,実用の緒についている。

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