В ИГМ СО РАН начали работу первые в России отечественные гидротермальные установки, оборудованные автоклавом высокого давления
25 апреля 2025 г.
В Институте геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН сотрудники лаборатории рудоносности щелочного магматизма представили лабораторное оборудование собственной разработки – гидротермальные установки, оборудованные автоклавом высокого давления с системой быстрого охлаждения (закалки).
Две установки являются аналогами приборов, широко использующихся в научных центрах мирового уровня. «Третья установка – это продукт вдохновения и "глубокой модернизации" приборов подобного типа отечественными специалистами. Для России такая аппаратура является уникальной», – отметили в институте.
Оборудование создано в институте в сотрудничестве с тюменскими инженерами. Приборный комплекс предоставит новые возможности для решения научных проблем в геологии и других областях.
Установки типа CSPV позволяют создать условия повышенных температур и давления. Оборудование оснащено автоклавом, который имеет горячую и холодную зоны. В зависимости от целей исследования, образец до старта эксперимента можно расположить в горячей зоне, где он будет постепенно нагреваться до нужной температуры, либо в холодной, откуда его можно ввести в горячую зону после создания необходимых температуры и давления. Ключевой особенностью таких установок является быстрое (менее 1 секунды) и изобарическое охлаждение образца при перемещении его из горячей зоны автоклава в холодную – что на языке специалистов называется «закалка образца».
Подобные устройства становятся незаменимыми для решения множества задач в изучении геологических процессов. В частности, такое оборудование позволяет исследовать промежуточные состояния веществ, которые невозможно зафиксировать при медленном охлаждении. Оборудование дает возможность ученым анализировать быстрые химические и физические процессы при высоких температурах и давлениях (в том числе кристаллизацию расплавов, реакции в гидротермальных условиях), а также помогает воспроизводить процессы, происходящие в глубинных слоях Земли. Также эти установки будут полезны в химии, материаловедении, синтезе новых веществ и других областях науки: с их помощью становится возможным синтезировать материалы с уникальными свойствами (например, высокопрочные сплавы, керамику, термостойкие покрытия), создавать нанокомпозитные и функциональные материалы с заданной структурой, проводить исследования структуры и характеристик вещества при повышенных давлениях и температурах.
Созданные установки являются первыми и единственными в России. Две из них по своим конструкционным и функциональным особенностям близки к наиболее распространенному типу аналогичных установок, использующихся в научных центрах мирового уровня: в них перемещение автоклава в муфельную печь и перемещение экспериментального образца внутри автоклава осуществляется вручную. Третья установка, в отличии от этих моделей, была значительно усовершенствована силами российских ученых и инженеров. Она оборудована автоклавом повышенной мощности, что позволяет достигать большие давления и температуры. Также модернизированный вариант оснащен электронной системой управления, что дает возможность провести эксперимент в автоматическом режиме: задать время старта эксперимента, начальные температуру и давление и их изменение, провести закалку образца и отключение установки в заданное время без непосредственного участия оператора с записью всех параметров. Предельные мощности работы 2 классических установок – 2 килобара (200 МПа) и 900 С, модернизированной – 3 килобара (300 МПа) и 1100 С.
«Данные установки значительно подстегнут развитие геологии в России: поскольку они позволяют моделировать высокие температуры в коровых условиях, с помощью них можно проводить петрологические (магматические, метаморфические), минералогические, гидротермальные, рудогенетические исследования. Благодаря системе быстрой закалки образцов, эти установки особенно полезны для изучения высоко-кинетических систем (например, щелочно-карбонатитовых) и для изучения включений в минералах. Помимо специалистов в области геологии, данные установки могут быть полезны химикам, материаловедам – для изучения свойств веществ при повышенных температурах и давлениях и для синтеза новых материалов», – комментирует руководитель проекта к.г.-м.н. Д. А. Чеботарев.
Источник: ИГМ СО РАН.
Читайте также:
- Флюиды расскажут о формировании золоторудных месторождений в Красноярском крае
- Ученые обнаружили новый карбонат в группе щелочноземельных металлов
- Сибирские геологи разрабатывают модель формирования золотосеребряных месторождений на Камчатке
Метки: СО РАН, ИГМ СО РАН