Diamantstempelzelle

Schema der Diamantstempelzelle. Die beiden Brillanten haben eine Größe von nur wenigen Millimetern

Eine Diamantstempelzelle (DAC, von englisch diamond anvil cell), auch Diamant-Stempel-Presse ist ein Gerät zur Komprimierung kleiner Materialproben bei sehr großem Druck. Es wird in wissenschaftlichen Experimenten eingesetzt. Die Drücke, die erreicht werden, liegen im Gigapascal-Bereich, was dem 10.000-fachen Druck der Erdatmosphäre entspricht. Bei diesen Drücken wird z.B. Graphit in Diamant umgewandelt, sowie Mineralien mit Kristallstrukturen geschaffen, die auf der Erdoberfläche nicht vorkommen.

Aufbau

Eine Diamantstempelzelle DAC besteht aus zwei gegenüberliegenden geschliffenen Diamanten (Brillanten), zwischen deren Kalotten (Spitzen) sich die Materialprobe befindet. Der Druck wird durch Zusammenpressen des abgedichteten Probensets mit Hilfe Hydraulischer Apparate erreicht, wobei als Übertragungsmedium Argon, Xenon, Wasserstoff, Helium, Paraffinöl oder ein Gemisch aus Methanol und Ethanol verwendet werden.

Betrieb

Äußere Geräteansicht

Die Größe des erreichten Druckes bei der Materialprobe wird aus dem Vergleich mit einem Referenzmaterial, dessen Verhalten unter Druck bekannt ist, ermittelt.

Die Probe bzw. deren Verhalten kann durch die Diamanten hindurch beobachtet und gemessen werden, wobei Röntgenstrahlung, sichtbares Licht und andere elektromagnetische Wellen zur Anwendung kommen.

Das Anbringen von Elektroden an dem Probenmaterial erlaubt Messungen sowie ein Aufheizen der Probe bis auf einige tausend Grad. Temperaturen bis zu 7000 Grad in der Probe werden mit Laser-induzierter Erwärmung erreicht.

Weblinks

• Hochdruck-Experiment verspricht Super-Energiespeicher

Literatur

• Ulrich Leute, Physik und ihre Anwendungen in Technik und Umwelt, 2004, Carl Hanser Verlag München, Wien, ISBN 3-446-22884-5, S. 114