바위와 무기물 집계 싱크 로트 론 기반 x 선 회절을 사용 하 여 차가운 압축 하는 동안 스트레스 배포

Summary

우리는 바위와 싱크 로트 론 X-radiation과 함께 다 모 루 변형 기구 내에서 미네랄 집계에 압축 실험에 대 한 자세한 절차를 보고 합니다. 이러한 실험 궁극적으로 geomaterials에서 압축 프로세스에 빛이 나 고는 샘플 내에서 스트레스 분산의 정량화를 허용 합니다.

Abstract

우리는 바위와 무기물 집계 싱크 로트 론 X-radiation과 함께 다 모 루 변형 기구 (D-디 아) 내에 압축 실험을 수행 하기 위한 자세한 절차를 보고 합니다. 큐브 모양의 샘플 어셈블리를 준비 하 고 압축, 실내 온도에, 4 개의 x 선 투명 소 결된 다이아몬드 모와는 측면 및 수직 비행기에 2 개의 텅스텐 카바 이드 모 집합에 의해 각각. 모든 6 추 250 톤 유압 프레스 내에서 지 내게 되며 동시에 두 개의 근육된 가이드 블록에 의해 안쪽으로 구동. 수평 에너지 분산 x-선 빔 예상 이며 샘플 어셈블리에서 diffracted. 빔을은 일반적으로 백색 또는 단색 엑스레이의 모드입니다. 화이트 x 선 경우 diffracted 엑스레이 결과 에너지 분산 회절 패턴을 수집 하는 고체 검출기 배열에 의해 검색 됩니다. 단색 x 선 경우 diffracted 패턴 이미징 접시 또는 전 하 결합 소자 (CCD) 검출기 같은 2 차원 (2 차원) 검출기를 사용 하 여 기록 됩니다. 2 차원 회절 패턴 격자 간격을 파생 하기 위하여 분석 된다. 샘플의 탄성 종자 곡물 내의 원자 격자 간격에서 파생 됩니다. 스트레스 다음 미리 결정 된 탄성 계수 및 탄성 변형 사용 하 여 계산 됩니다. 또한, 2 차원에서 스트레스 배포 스트레스 다른 방향에서 배포 되는 방법을 이해 하기 위한 수 있습니다. 또한, x-선 경로에 선과 저조한 샘플 볼륨 스트레인의 직접 측정 하는 실험 기간 동안 샘플 길이 변경의 정확한 측정을 위해 수 있습니다 샘플 환경에서의 보이는 가벼운 이미지를 생성 합니다. 이 유형의 실험 geomaterials, 압축에 대 한 책임 메커니즘에 궁극적으로 주실 수 내에서 스트레스 분산을 계량 수 있습니다. 이러한 지식은 compactive 프로세스는 중요 한 크게 바위 역학, 지 반 공학, 광물 물리학 및 재료 과학 응용 프로그램에서 핵심 프로세스에 대 한 우리의 이해를 향상 시킬 가능성이 있다.

Introduction

이 문서에서 제공 하는 방법 뒤에 근거 압축 및 다음 압축 하는 동안 바위와 무기물 집계 샘플 내에서 스트레스 분산을 정할 것입니다. 저수지와 지 반 공학^{8,17,,1819,20,28에 중요성의 이다 바위와 무기물 집계에서 압축을 이해 ,33}. 압축을 줄이기 위해 다공성, 그리고 그러므로, 숨 구멍 압력 증가를 리드. 기 공 압력에 있는 같은 증가 효과적인 압력³⁵감소에 지도 한다. 결과 그것은 크게 저수지 록 약하게 하 고 따라서 낮은 스트레스에 조기 실패를 받게 될 수 있습니다. 표면 포함에서 탄성이 변형 결과 결과의 몇 가지 예: 석유와 가스 저수지^....

Protocol

1. 샘플 준비

1. 선택 시험 및/또는 참조 샘플; 록 코어 (1.2 단계) 될 수 있습니다 또는 미네랄 집계 (1.3 단계) 실험 연구의 초점을 따라.
   참고: 다음 방법을 확실히 아니다 좋은 품질 샘플을 준비 하는 유일한 방법은 (예를 들어, 다른 컴퓨터를 사용할 수 있습니다). 그러나, 현재 연구에서 채택 샘플 준비 완벽 하 게 정확한 복제의 목표를 달성 하기 위해 그림입니다.
2. 록 코어 샘플
   1. 큰 샘플 록 블록에서 작은 직사각형 석판을 보았다. 그런 다음 표면 슬 래 브의 모든 6 개의 표면 평평 하 고 그들의 인접 한 표면에 수직이 되도록 샘플 슬 래 브를 갈기.
   2. 코어를 시추 하는 동안 샘플 슬 래 브의 모든 움직임을 최소화 하는 기계를 배치 하 여 시작은 매우 안정적인 작업 면에 (그림 2a) 부회장. 비-수직 설정에 도입 하지 있도록 모든 연락처 표면 깨끗 한 있는지 확인 하십시오. 함께 그들은 그냥 꽉 충분히 그것을 손상 하지 않고 샘플을 확보 하는 것을 확인 하는 턱 부 턱 (그림 2a)와 나사 사이 샘플 슬 래 브를 놓습니다.
   3. Coring 드릴 프레스 (그림 2a<....

Results

우리는 합성 석 영 집계^5,6 , novaculite 코어 샘플⁶에 6BM b 멀티 모 루 압박에서 실행 XRD 실험 (실험 SIO2_55)에서 하나의 대표적인 결과 예제를 보여줍니다. 석 영 집계 및 novaculite의 입자 크기는 ~ 4 µ m와 ~ 6-9 µ m, 각각^5,6. 그림 8에서 회절이이 실험 기간 동안 수집 된 스펙트럼은 그림을 선택 합니다. 주위 압력, 석 영 집계는 novaculite에서 회절 스펙트럼은 본질적으로 구별 (실험 SIO2_55peak2 Set1 그림 8). 특히, 상대 농도 뿐만 .......

Discussion

우리 6-BM-b.에서 다 모 루 셀을 사용 하 여 XRD 실험 수행에 대 한 자세한 절차를 제시 아마도 위의 프로토콜의 가장 중요 한, 그리고 아직 가장 어려운 단계는 샘플의 품질을 최적화 포함. 이러한 중요성 샘플 품질에 거의 모든 바위와 무기물 변형 실험에 적용 됩니다. 첫째, 그것은 양쪽 끝을 서로 평행 하는 동시에, 원통형 표면에 수직으로 평면 수 록 코어의 끝 표면 중요 합니다. 그는 추를 통해 적용 되는 외부 힘 보다 균등 하 게 샘플의 전체 끝 표면을 통해 배포 됩니다 보장 합니다. 끝 서피스, 원통형 표면 샘플에 의해 달성의 개요 보다 다른이 샘플 볼륨 계산에서 기하학적 가정 때문에 중요 합니다.

제 1에서 주에 강조, 재강조한 제시 방법은 확실히 아니다 좋은 품질 샘플을 준비 하는 유일한 프로토콜 및 다른 장비는 비슷한 품질을 얻기 위해 사용할 수 있습니다 중요 하다. 프로토콜에서 이러한 유연성 또한 셀 조립 준비 (2)에 적용 됩니다. 사실, 수많은 실용적인 .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
렌치가 있는 회전 도구 워크스테이션 드릴 프레스 작업 스테이션	Dremel	220-01
MultiPro 키리스 척	Dremel	4486
가변 속도 회전 도구	Dremel	4000-6/50
초소형 다이아몬드 코어 드릴 - 2.5 mm	Dad's Rock Shop	SDCD
냉각수	NBK	JK-A-NBK-000-020	연삭 유체 농축액 US 5 gal / 20
L 상용 소프트웨어 패키지 및 코드 기기 제어 및 데이터 수집을 위한	IDL, EPICS 및 SPEC		빔라인의 컴퓨터에 설치된
CCD Camera	Allied	빔라인에 설치된	Prosilica GT