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.