Pereotsenka povedeniya SaSO3 pri vysokom davlenii: obrazovanie Sa2SO4 v vosstanovitel'nykh usloviyakh

Cover Page

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В связи с важностью для глобального цикла углерода, поведение СаСО3 при высоких давлениях и температурах подвергалось многочисленным исследованиям, на основании которых были сделаны предположения о переходе в разупорядоченную фазу и/или аморфизацию СаСО3. В наших экспериментах, проведенных с использованием многопуансонного аппарата и капсул из нитрида бора (BN), в определенном диапазоне температур мы также наблюдали исчезновение практически всех дифракционных пиков при давлении ∼ 27 ГПа. Однако при 1773 К дифракционные пики появлялись вновь. Полученные дифрактограммы могут быть проиндексированы по более чем 20 дифракционным пикам на основе структуры Са2СО4-Pnma, соответствующей недавно открытому ортокарбонату кальция. При снижении давления фаза Са2СО4-Pnma сохранялась в течение трех циклов нагрева в диапазоне давлений 20–27 ГПа. При давлении ∼20 ГПа и температуре 1573 К она трансформировалась в новую фазу или смесь фаз, отличную от ожидаемой СаСО3 + СаО. Наши результаты подразумевают, что наблюдавшееся ранее исчезновение дифракционных пиков связано не с аморфизацией или переходом в разупорядоченное состояние, а с взаимодействием с BN.

References

  1. T. Plank and C. E. Manning, Nature 574, 343 (2019).
  2. S. S. Lobanov, X. Dong, N. S. Martirosyan, I. Samtsevich, V. Stevanovic, P. N. Gavryushkin, K. D. Litasov, E. Greenberg, V. B. Prakapenka, A. R. Oganov, and A. F. Goncharov, Phys. Rev. Phys. Rev. B 96, 104101 (2017).
  3. P. N. Gavryushkin, N. S.Martirosyan, T. M. Inerbaev, Z. I. Popov, S. V. Rashchenko, A. Y. Likhacheva, S. S. Lobanov, A. F. Goncharov, V. B. Prakapenka, and K. D. Litasov, Cryst. Growth Des. 17, 6291 (2017).
  4. D. Smith, K. V. Lawler, M. Martinez-Canales, W. Daykin, Z. Fussell, G. A. Smith, C. Childs, J. S. Smith, C. J. Pickard, and A. Salamat, Physical Review Materials 2, 013605 (2018).
  5. G. Brey, W. Brice, D. Ellis, D. Green, K. Harris, and I. Ryabchikov, Earth Planet. Sci. Lett. 62, 63 (1983).
  6. P. J. Wyllie and W. L. Huang, Contrib. Mineral. Petrol. 54, 79 (1976).
  7. N. Martirosyan, T. Yoshino, A. Shatskiy, A. Chanyshev, and K. Litasov, Phys. Earth Planet. Inter. 259, 1 (2016).
  8. X. Yao, C. Xie, X. Dong, A. R. Oganov, and Q. Zeng, Phys. Rev. B 98, 014108 (2018).
  9. D. Sagatova, A. Shatskiy, N. Sagatov, P. N. Gavryu- shkin, and K. D. Litasov, Lithos 370, 05637 (2020).
  10. D. N. Sagatova, A. F. Shatskiy, P. N. Gavryushkin, N. E. Sagatov, and K. D. Litasov, ACS Earth and Space Chemistry 5, 1709 (2021).
  11. P. N. Gavryushkin, D. N. Sagatova, N. Sagatov, and K. D. Litasov, Cryst. Growth Des. 21, 2986 (2021).
  12. P. N. Gavryushkin, D. N. Sagatova, N. Sagatov, and K. D. Litasov, ACS Earth and Space Chemistry 5, 1948 (2021).
  13. D. N. Sagatova, N. E. Sagatov, P. N. Gavryushkin, M. V. Banaev, and K. D.Litasov, Cryst. Growth Des. 21, 6744 (2021).
  14. J. Binck, D. Laniel, L. Bayarjargal, S. Khandarkhaeva, T. Fedotenko, A. Aslandukov, K. Glazyrin, V. Milman, S. Chariton, V. Prakapenka, N. Dubrovinskaia, L. Dubrovinsky, and B. Winkler, American Mineralogist: Journal of Earth and Planetary Materials 107, 336 (2022).
  15. Ch. Ballhaus, V. Laurenz, C. Munker, R. O. C. Fonseca, F. Albarede, A. Rohrbach, M. Lagos, M. W. Schmidt, K.-P. Jochum, B. Stoll Ulrike Weis, and H. M. Helmy, Earth Planet. Sci. Lett. 362, 237 (2013).
  16. K. Suito, J. Namba, T. Horikawa, Y. Taniguchi, N. Sakurai, M. Kobayashi, A. Onodera, O. Shimomura, and T. Kikegawa, Am. Mineral. 86, 997 (2001).
  17. M. Hou, Q. Zhang, R.Tao, H. Liu, Y. Kono, H.-k. Mao, W. Yang, B. Chen, and Y. Fei, Nat. Commun. 10, 1963 (2019).
  18. T. S. Sokolova, P. I. Dorogokupets, A. M. Dymshits, B. S. Danilov, and K. D. Litasov, Comput. Geosci. 94, 162 (2016).
  19. K. D. Litasov, A. Shatskiy, P. N. Gavryushkin, E. Bekhtenova, P. I. Dorogokupets, B. S. Danilov, Y. Higo, A. T. Akilbekov, and T. M. Inerbaev, Phys. Earth Planet. Inter. 265, 82 (2017).
  20. D. Druzhbin, S. V. Rashchenko, A. Shatskiy, and W. A. Crichton, ACS Earth and Space Chemistry 6, 1506 (2022).
  21. A.Yoshiasa, Y. Murai, O. Ohtaka, and T. Katsura, Jpn. J. Appl. Phys. 42, 1694 (2003).
  22. Y. N. Palyanov, Y. M. Borzdov, Y. V. Bataleva, Sokol, G. Palyanova, and I. Kupriyanov, Earth Planet. Sci. Lett. 260, 242 (2007).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Table S1. The unit cell parameters of Ca2CO4-Pnma obtained in M1127 experiment at various pressures and temperatures.
Download (316KB)

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).