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Petrologia sperimentale

Descrizione

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Il Dipartimento di Scienze della Terra vanta una lunga esperienza nell’ambito della petrologia e geochimica sperimentale ad alta pressione, grazie al suo laboratorio dedicato che è operativo da più di trent’anni. Attualmente, il laboratorio dispone di una gamma di strumentazioni tra le più vaste in Italia dedicate alla sintesi di fluidi, minerali e vetri a pressione, temperatura e condizioni redox controllate. L’obiettivo è simulare in laboratorio i processi che si verificano all’interno della Terra. 

Strumentazione

Il laboratorio di petrologia sperimentale è dotato di quattro presse uniassiali: 

Presse multi-incudine e pistoni-cilindro

  • Pressa uniassiale con struttura monolitica e carico da 1000 tonnellate 
    La pressa può contenere moduli a multi-incudine Walker (cubi da 32 mm in carburo di tungsteno) con sistema di assemblaggio 6/8 e meccanismo a due fasi, oppure un pistone cilindro di tipo end-loaded. Tutti i serbatoi nei pistoni-cilindro di tipo end-loaded sono prodotti dall’azienda STRECON (https://strecon.com/high-pressure-vessel) usando la tecnica della nastratura (stripwinding). 
  • Pressa rotante con carico da 600 tonnellate 
    Questa pressa con struttura monolitica e carico da 600 tonnellate è montata su una base che può ruotare l’intero macchinario di 180° quando il sistema è sotto pressione e temperatura. Il modulo di pistone-cilindro end-loaded può essere sostituito da uno a multi-incudine. 

Presse con pistone-cilindro 
La pressione può variare da 0,5 a 4,0 Gpa ed è controllata da un sistema automatico con ingranaggio a vite senza fine.  

  • Pressa con carico da 250 tonnellate 
    È in via di costruzione una nuova pressa con carico da 250 tonnellate e pistone-cilindro di tipo end-loaded a raffreddamento rapido.  
  • Pressa con carico da 150 tonnellate 
    La pressa uniassiale a tre colonne dispone di un pistone cilindro che contiene un serbatoio di diametro pari a 22 mm. Per un monitoraggio preciso della pressione viene utilizzata una cella di carico. 

Capsule-piercing QMS 
I liquidi volatili vengono analizzati grazie a un dispositivo capsule piercing collegato a uno spettrometro di massa a quadrupolo (QMS). L’argon (Ar) viene introdotto nel reattore tramite una valvola a cinque vie. Un regolatore di portata massica determina la velocità di flusso. Al fine di evitare la condensazione dell’acqua, le condutture vengono riscaldate a 80°. Lo spettrometro di massa a quadrupolo può essere configurato in modo da monitorare la speciazione del gas nel forno verticale. 

Forni verticali ad atmosfera controllata 
Oltre ai classici forni orizzontali ad alta temperatura o forni tubolari, utilizziamo anche forni verticali per riscaldare in condizioni di fugacità di ossigeno controllate. L’atmosfera gassosa può essere regolata usando miscele di CO2 - CO - N2 - Ar - SO2 - H2S a temperature superiori a 1800°, per simulare riduzioni o moderate ossidazioni. 

Referenti

Sede

via Botticelli 23 - 20133 Milano