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천부지권 압력 하 해포석의 비등방적 압축 특성 및 상전이 연구 KCI 등재

Anisotropic Compression Behavior and Phase Transition of Sepiolite Under Moderate Pressure Conditions

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/424260
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광물과 암석 (Korean Journal of Mineralogy and Petrology)
한국광물학회 (The Mineralogical Society Off Korea)
초록

자연산 해포석(Sepiolite, Mg8Si12O30(OH)4·12H2O)에 대해 물과 실리콘 오일을 압력매개체로 사용하여 압력 증가에 따른 구조적인 변화의 특성을 싱크로트론 X-선 회절 실험으로 연구하였다. 해포석은 실리콘 오 일을 압력매개체로 사용한 환경에서는 약 3.6GPa까지 압력의 증가에 따라 b-축이 비등방적으로 증가하는 음의 선형압축률(–0.0012 GPa-1)을 보이다가 7.7 GPa 에서는 감소하는 변화를 보였다. 물을 압력매개체로 사용한 실 험에서는 b-축의 압력에 따른 증가의 정도가 약 두 배로 커지며(–0.0025 GPa-1) 강화된 음의 선형 압축률과 비등 방적 압축 특성을 보이다가, 약 3.2 GPa, 280 ℃에서 스멕타이트 계열 광물인 스티븐자이트(Stevensite, Mg3Si4O10(OH)2·4H2O)로 상변화가 일어남이 XRD와 SEM을 통해 확인하였다. 해포석과 스티븐자이트의 체적 탄성률(K0)과 선형압축률(β)를 구조적, 화학적으로 유사한 다른 광물의 값들과 비교하여 그 의미를 고찰하였다.

Pressure-dependent elastic behavior and chemical reaction of natural sepiolite (Mg8Si12O30 (OH)4·12H2O) was studied under two different pressure-transmitting medium (PTM) conditions using synchrotron X-ray powder diffraction. Under non pore-penetrating silicone oil PTM, we observed that the b-axis length increases up to ca. 3.6 GPa, marking an anisotropic compression region with negative linear compressibility of βb= –0.0012 GPa-1, which then decreases at 7.7 GPa. Under pore-penetrating water PTM, the anisotropic compression behavior is enhanced with doubled negative linear compressibility of βb= –0.0025 GPa-1 up to 3.2 GPa, where transformation into stevensite is observed upon ex-situ temperature treatment at 280℃ as confirmed via XRD and SEM. Derived bulk moduli (K0) and linear compressibilities (β) were compared to other structurally and chemically related minerals.

목차
요 약
Abstract
서 론
연구방법
결과 및 토의
결 론
사 사
Reference
저자
  • 윤서희(연세대학교 지구시스템과학과) | Seohee Yun (Department of Earth System Sciences, Yonsei University, Seoul 03722, Korea)
  • 이용재(연세대학교 지구시스템과학과) | Yongjae Lee (Department of Earth System Sciences, Yonsei University, Seoul 03722, Korea) Corresponding Author