镍锗尖晶石位错域的高温蠕变实验研究

利用人工合成的多晶材料研究了镍锗尖晶石在位错域的高温蠕变性质 .多晶材料的颗粒尺寸约 8μm .单轴压缩试件为圆柱状 ,使用气体介质围压筒 .常压蠕变试验过程中 ,围压为 3 0 0MPa ,温度为 1 3 73— 1 5 2 3K ,应力在 5 5— 3 3 0MPa范围内 .从实验结果得出了镍锗尖晶石在位错域的流动律 ,应力指数n =2 9± 0 1 ,表明流动的微观机制为位错蠕变 .与其他尖晶石进行对比可以发现一个力学同构群 ,虽然在正尖晶石和反尖晶石之间存在一定的差异 .在位错蠕变域 ,尖晶石与橄榄石归一化的强度类似 .由于尖晶石的剪切模量比橄榄石高5 0 % ,其实际强度也比橄榄石高 .将橄榄石和尖晶石的蠕变数据外推到地球内部条件时 ,由于其高应力指数 ,橄榄石则有可能比尖晶石的强度高 .

橄榄石—尖晶石相转变流变学的实验研究

对（Mgx,Ni1-x)2GeO4系统中橄榄石-尖晶石两相混合物的流变性进行了实验研究。利用不同温压条件对混合物进行热压，得到的橄榄石和尖晶石的比例不同。温度为1573K，试件的化学组成从x=0.95-0.70时，得到的两相材料从100%橄榄石到100%尖晶石。三轴压缩试件为圆柱状，直径8mm，两相混合物的平均颗粒尺寸为2.21-9.43μm。流变学试验在气体介质试验机中进行，围压为300MPa，温度为1073-1573K。试验分为常应力和常位移率两种，差应力σ1-σ3为45-320MPa，应变率在2.8×10^-6 ——2.8×10^-5 s^-1之间，将实验测得的混合物力学性质与两端材料的强度进行对比，发现两相多晶介质的强度介于两端材料的强度之间。当橄榄石到尖晶石的相变发生在变形过程中时，尖晶石比率的增加合得多晶材料的总体强度上升。

两相介质剪切变形的实验研究

对(Mgx,Ni1-x)2GeO4橄榄石尖晶石两相混合物进行了剪切变形实验.实验在Paterson内伺服控制气体介质试验机中进行,围压为400 MPa,温度为T=1473 K,应变率在10-4到10-5之间.剪切实验所用试件分为两种,一种试件为单层同结构比,其化学成分为(Mg0.9, Ni0.1)2GeO4,橄榄石和尖晶石的比例为77:23.另一种是两层不同结构比试件,其化学组成分别为(Mg0.9,Ni0.1)2GeO4和(Mg0.8, Ni0.2)2GeO4,试件中橄榄石和尖晶石的比例分别为75:25和26:74.在单层同结构比试件的剪切变形实验中观测到,仅70％的总剪切变形就产生了很强的剪切带;而在两层介质的剪切试验中则观测到:一个小的化学成分的改变(10％),引起了大的相成分的改变(78％),同时产生了更大的剪切应变的差别(145％)。

镍锗尖晶石扩散域高温蠕变性能的实验研究

利用人工合成的多晶材料研究了镍锗尖晶石在扩散域的高温蠕变性质.材料颗粒尺寸为0.5 μm到8 μm,压缩试件为圆柱状,使用气体介质围压试验机.常压蠕变试验过程中,围压为300MPa,温度为1123K到1523K,差应力在55～330MPa范围内.从实验结果得到的镍锗尖晶石在扩散域的流动律表明流动机制为颗粒边界的扩散蠕变(Coble蠕变).将橄榄石和尖晶石的蠕变数据外推到地球内部条件,粗粒时尖晶石强度远大于橄榄石,粒度减小时,尖晶石比橄榄石还要弱.