LABORATORIO DI DIFFRATTOMETRIA RX SU CRISTALLO
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LABORATORIO DI DIFFRATTOMETRIA RX SU CRISTALLO
LABORATORIO DI DIFFRATTOMETRIA RX SU CRISTALLO-SINGOLO Responsabile tecnico: N. Curetti [email protected] Referente Scientifico: P. Benna [email protected] Attrezzature: • Diffrattometro a 4 cerchi per cristallo-singolo SIEMENS 4P λ = KαMo e rivelatore puntuale. • Sistema riscaldante a palette ceramiche (fornetto HT) (T ~ 20-800°C) • Celle DAC (a incudini di diamante) (P ~ 0-10 GPa) • Spark eroder (elettrodo a scintilla) (punta: diametro di 250 μm). Al diffrattometro a cristallo-singolo possono essere applicate le apparecchiature per gli studi in condizioni di alta temperatura (fornetto HT) e di alta pressione (cella DAC). È così possibile studiare le modificazioni strutturali direttamente ad HP e HT (misure in situ). Applicazioni: Misura di dati di diffrattometria RX in condizioni di alta temperatura in situ; analisi della dilatazione dei parametri di cella e delle modificazioni strutturali (ad es: deidrossilizzazione nelle miche, transizioni di fase nei feldspati). Misura di dati di diffrattometria RX in condizioni di alta pressione in situ; analisi del bulk modulus e delle modificazioni strutturali (ad es: transizioni di fase ad HP nei feldspati alcalini e alcalino-terrosi) Fornetto HT (a palette ceramiche) per misure in situ ad alta temperatura. Cella DAC (a incudini di diamante) per misure in situ in alta pressione montata su testina goniometrica (ETH-type). Cristallo di celsiana a P ~ 6 GPa all’interno della cella DAC assieme a rubini sferici standard per la determinazione della pressione. Lo Spark eroder si utilizza per forare il gasket (foglietto di acciao sottilissimo) per la cella DAC. Esempi di ricerche svolte grazie alle apparecchiature presenti nel LABORATORIO: “Ricerche cristallografico-strutturali sulle trasformazioni di fase”. I processi di trasformazione, quali le transizioni di fase ed i fenomeni di ordinamento e disordinamento, hanno stimolato negli anni più recenti l'interesse di mineralisti e cristallografi. In particolare, gli studi sulle trasformazioni di fase nei minerali in condizioni non-ambientali (alta temperatura ed alta pressione) hanno acquistato una notevole importanza, grazie anche al grande sviluppo che si è avuto nelle moderne tecnologie (esperimenti ad HP e HT effettuati con la cella ad incudine di diamante), che ha permesso di riprodurre in laboratorio le condizioni presenti a varie profondità del mantello terrestre e osservare e definire le trasformazioni e le reazioni nei minerali che avvengono in queste condizioni estreme. Le ricerche che vengono condotte a Torino nel LABORATORIO DI DIFFRATTOMETRIA RX SU CRISTALLO-SINGOLO riguardano le possibili transizioni di fase individuabili nel "range" di pressioni accessibili sperimentalmente. Di tali transizioni di fase viene definito il carattere termodinamico. Ciò consente di definire i campi di stabilità delle diverse configurazioni osservate in funzione della temperatura e della pressione ed al variare della composizione delle soluzioni solide. In particolare gli studi svolti nel LABORATORIO riguardano indagini “in situ” ad alta temperatura e/o pressione su feldspati alcalini e alcalino-terrosi, allo scopo di caratterizzarne l'evoluzione strutturale e il comportamento termodinamico. Recentemente sono state studiate le compressibilità ad alta pressione dell’anortoclasio, dell’albite e della celsiana. Elenco di alcuni lavori che è stato possibile pubblicare mediante l’utilizzo del LABORATORIO: BENNA P., BRUNO E. (2001) - Single-crystal in situ high-temperature structural investigation on strontium feldspar. American Mineralogist, Vol. 86, p. 690-696. BENNA P., BRUNO E. (2003) - Single-crystal in situ high-temperature structural investigation of the I 1 – I2/c phase transition in Ca0.2Sr0.8Al2Si2O8 feldspar. American Mineralogist, Vol. 88, p. 1532-1541. BENNA P., BRUNO E. (2006) - Long range Al,Si equilibrium configuration in strontium feldspar treated at high temperatures. Mineralogical Magazine, Vol. 70, p. 65-71. BENNA P., NESTOLA F., BOFFA BALLARAN T., BALIĆ-ŽUNIĆ T., FAHL LUNDEGAARD L., BRUNO E. (2007) - The high-pressure structural configurations of Ca0.2Sr0.8Al2Si2O8 feldspar: the I 1 - I2/c and I2/c - P21/c phase transitions. American Mineralogist, Vol. 92, p. 1190-1199. NESTOLA F., CURETTI N., BENNA P., IVALDI G., ANGEL R. J., BRUNO E. (2008) -Compressibility and highpressure behaviour of Ab63Or27An10 anorthoclase. Canadian Mineralogist Vol. 46, p. 1443-1454. CURETTI N., SOCHALSKI-KOLBUS L., ANGEL R. J., BENNA P., NESTOLA F., BRUNO E. (2011) - High-pressure structural evolution and equation of state of analbite. American Mineralogist, Vol. 96, p. 383-392. CURETTI N., BENNA P., NESTOLA F., BRUNO E. (2011) -High-pressure structural configurations of celsian. VIII Forum della Federazione Italiana di Scienze della Terra, Geoitalia 2011, Torino.