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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • CHEMISTRY; METALLURGY
    • CRYSTAL GROWTH (separation by crystallisation in general B01D9/00)
      • SINGLE-CRYSTAL-GROWTH (by using ultra-high pressure, e.g. for the formation of diamonds B01J3/06); UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL (zone-refining of metals or alloys C22B); PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE (casting of metals, casting of other substances by the same processes or devices B22D; working of plastics B29; modifying the physical structure of metals or alloys C21D, C22F); SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE (for producing semiconductor devices or parts thereof H01L); APPARATUS THEREFOR
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION (radiation analysis of materials, mass spectrometry G01N; counters per se G06M, H03K; electric discharge tubes for analysing radiation or particles H01J40/00, H01J47/00, H01J49/00)
      • MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE (sensing pressure changes for compensating measurements of other variables or compensating readings of instruments for variations in pressure G01D or other relevant subclasses for the variable measured; weighing G01G; converting a pattern of forces into electrical signals G06K11/00)
Classificazione geografica
Bibliografia
Lavori pubblicati dal 2002 dai ricercatori di PG, TO; PV e PD sui temi della ricerca proposta

Comodi, P., Montagnoli, M., Zanazzi, P.F., Boffa Ballaran T.: "Isothermal compression of staurolite: a single crystal study". Am Mineral 87, 1164-1171 (2002).
Comodi P., Gatta G.D., Zanazzi P.F, Levy D., Crichton W.: "Thermal equations of state of dioctahedral micas on the join muscovite-paragonite". Phys Chem Miner 29, 538-544 (2002).
Zanazzi P.F., Pavese A.: “Behavior of micas at high-pressure and high-temperature conditions” In: Micas: Crystal Chemistry & Metamorphic Petrology. Eds. Mottana A., Sassi F.P., Thompson J.B. Jr., Guggenheim S. MSA Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 99-116 (2002).
Comodi P., Drabek M., Montagnoli M., Rieder M., Weiss Z., Zanazzi P.F.: “ Pressure-induced phase transition in synthetic trioctahedral Rb-mica”. Phys Chem Miner 30, 198-205 (2003).
Comodi P., Fumagalli P., Montagnoli M., Zanazzi P.F.: “ A single-crystal study on the pressure behavior of phlogopite and petrological implications”. American Mineralogist, 89, 647-653 (2004).
Comodi P., Fumagalli P., Nazzareni, S., Zanazzi P.F.: “ The 10Å Phase: Crystal structure from single-crystal X-ray data”. American Mineralogist, 90,1012-1016 (2005).
Benna P., Bruno E. (2003) Single-crystal in situ high-temperature structural investigation of the I1 - I2/c phase transition in Ca0.2Sr0.8Al2Si2O8 feldspar. American Mineralogist 88, 1532-1541
Benna P., Bruno E. (2006) Long range Al,Si equilibrium configuration in strontium feldspar treated at high temperatures. Mineralogical Magazine 70: 65-71
Nestola F., Boffa Ballaran T., Benna P., Tribaudino M., Bruno E. (2004) High-pressure phase transitions in Ca0.2Sr0.8Al2Si2O8 feldspar. American Mineralogist 89: 1474-1479
Prencipe M. (2002) Ab initio Hartree-Fock study and charge density analysis of beryl (Al4Be6Si12O 36). Physics and Chemistry of Minerals 29, 552-
Prencipe M., Nestola F. (2005) Quantum-mechanical modeling of minerals at high pressures.The role of the Hamiltonian in a case study: the beryl (Al4Be6Si12O36). Physics and Chemistry of Minerals 32, 471-479
Prencipe M., Tribaudino M. and Nestola F. (2003) Charge-density analysis of spodumene (LiAlSi2O6), from ab initio Hartree-Fock calculations. Physics and Chemistry of Minerals 30, 606-614.
Tribaudino M., Benna P., Nestola F., C. Meneghini, E. Bruno (2005) Thermodynamic behaviour of the high-temperature P1-I1 phase transition along the CaAl2Si2O8 - SrAl2Si2O8 join. Physics and Chemistry of Minerals 32: 314-321.
Tribaudino M., Nestola F., Camara F., Domeneghetti M.C. (2002) The high temperature P21/c-C2/c phase transition in Fe-free pyroxenes: (Ca0.15Mg1.85Si2O6): structural and thermodynamic behaviour. American Mineralogist, 87, 648-657.
Zema M., Tarantino S.C., Domeneghetti M.C., Tazzoli V. (2003) Ca in orthopyroxene: structural variations and kinetics of the disordering process. European Journal of Mineralogy, 15, 373-380.
Tarantino S.C., Domeneghetti M.C., Carpenter M.A., Shaw C.J.S., Tazzoli V. (2002) Mixing properties of the enstatite-ferrosilite solid solution: I. A macroscopic perspective. European Journal of Mineralogy, 14, 525-536
Tarantino, S.C., Boffa Ballaran T., Carpenter M.A., Domeneghetti M.C., Tazzoli V.(2002) Mixing properties of the enstatite-ferrosilite solid solution: II. A microscopic perspective. European Journal of Mineralogy, 14, 537-547
Domeneghetti M.C., Zema M., Tazzoli V. (2005) Kinetics of Fe2+-Mg order-disorder in P21/c pigeonite. American Mineralogist, 90, 1816-1823.
Camara F., Carpenter M.A., Domeneghetti M.C., Tazzoli V. (2002) Non-convergent ordering and displacive phase transition in pigeonite: in situ HT XRD study. Physics and Chemistry of Minerals, 29, 331-340.
S.C. Tarantino, M. Zema, M. Pistorino, M.C. Domeneghetti (2003) Phys. Chem. Minerals 30, 590-598.
Carbonin S, Martignago F, Menegazzo G, Dal Negro A (2002) X-ray single-crystal study of spinels: in situ heathing. Phys Chem Min 29:503-514.
Martignago F, Dal Negro A., Carbonin S (2003) How Cr3+ and Fe3+ affect Mg-Al order-disorder transformation at high temperature in natural spinels. Phys Chem Min 30:401-408.
Martignago F., Andreozzi G.B., Dal Negro A (2006) Thermodynamics and kinetics of cation ordering in natural and synthetic Mg(Al,Fe3+)2O4 spinels from in situ high-temperature X-ray diffraction. Am Min 91:306-312.
Nestola F, Tribaudino M, Boffa Ballaran T (2004) High-pressure behavior, transformation and crystal structure of the synthetic iron-free pigeonite. Am Min 89:189-196.
Nestola, F., Gatta, G.D., Boffa Ballaran, T. (2006) The effect of Ca substitution on the elastic and structure behavior of orthoenstatite (Mg2Si2O6) up to 10.2 GPa. Am Min DOI: 10.2138/am.2006.1982.
Nestola F, Boffa Ballaran T, Tribaudino M, Ohashi H (2005) Compressional behavior of CaNiSi2O6 clinopyroxene: bulk modulus systematics and cation type in clinopyroxenes. Phys Chem Min 32:222-227.
Princivalle F, Martignago F, Dal Negro A (2006) Kinetics of cation ordering in natural Mg(Al,Cr3+)2O4 spinels. Am Min 91:313-318.
Parole Chiave
ALTA PRESSIONE, ALTA TEMPERATURA, EQUAZIONE DI STATO, COMPRESSIBILITÀ, ESPANSIONE TERMICA, FASI IDRATE, SILICATI, OSSIDI, CALCOLI QUANTOMECCANICI

Studi sperimentali su materiali geologici alle alte pressioni e temperature: applicazioni alla comprensione del sistema Terra

Università degli Studi di Perugia
Abstract
Aspetti fondamentali del comportamento dei minerali riguardano la conoscenza della risposta elastica a specifiche condizioni di P e T, le loro transizioni di fase strutturali, la loro stabilità e le modalità di fusione. La presenza simultanea di vari minerali pone inoltre domande aggiuntive sulla loro interazione, descritta in termini di diagrammi di fase binari in funzione di composizione, P e T.
Per ottenere le necessarie informazioni sui coefficienti di compressibilità e di espansione termica dei materiali terrestri, sui campi di stabilità strutturale e le possibile trasformazioni di fase, spesso reversibili, occorre poter studiare in situ questi materiali in condizioni di alta pressione e/o alta temperatura. Gli studi mineralogici in condizioni non ambientali costituiscono attualmente un campo di ricerca delle Scienze della Terra vitalissimo e in continua espansione, sia a livello nazionale che internazionale.
Oggi il progresso delle tecniche di indagine permette un discreto approccio sperimentale al problema. Da un lato sofisticate celle ad incudine di diamante (DAC) permettono lo studio di cristalli singoli o di polveri a pressioni elevatissime (decine di GPa) con metodi di diffrattometria (anche con l’impiego di radiazioni da sorgenti non convenzionali, quali la luce di sincrotrone o i neutroni) o con metodi spettroscopici (IR o Raman). Dall’altro, fornaci appositamente concepite per cristallo singolo sono in grado di scaldare i campioni per indagini >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Pier Francesco Zanazzi Università degli Studi di PERUGIA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Studi sperimentali su materiali geologici in alta pressione e temperatura: applicazioni alla comprensione del sistema Terra.

L’interno della Terra è un complesso sistema termochimico. I processi che vi avvengono sono strettamente collegati ai processi geologici a grande scala che avvengono in superficie, ivi inclusa la tettonica globale. Il proposito di questo programma è quello di riunire un gruppo di ricercatori operanti in vari Laboratori, con esperienze e attrezzature complementari e con un comune interesse a indagare le proprietà chimico-fisiche dei materiali geologici in condizioni non ambientali, in modo da contribuire ad armonizzare le conoscenze di quello che è visibile sulla superficie terrestre, con quello che conosciamo sull’interno del pianeta, ponendo insieme agli esperimenti di petrologia e mineralogia sperimentale alcuni vincoli cristallochimici alle conoscenze e ai dati che derivano dalla sismologia, la geochimica isotopica, la reologia del mantello, la termodinamica di solidi e fluidi alle alte temperature e pressioni, e gli studi teorici che legano formazione e migrazione di fusi e convezione del mantello ai fenomeni di superficie. I dati termochimici e termofisici sui solidi attualmente a disposizione in molti casi danno nel calcolo dei diagrammi di fase risultati inconsistenti con i dati della petrologia sperimentale. Il miglioramento del “data base” è di fondamentale interesse per la determinazione degli equilibri di fase in silicati >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Gli studi mineralogici in condizioni non ambientali costituiscono attualmente un campo di ricerca delle Scienze della Terra vitalissimo e in continua espansione, sia a livello nazionale che internazionale.
Qualche decina di anni fa lo studio dei solidi in condizioni estreme di temperatura e di pressione rappresentava un argomento esotico, materia di studio di pochi scienziati sparsi in pochissimi laboratori nel mondo. La mancanza totale di osservazioni dirette a grandi profondità all'interno del nostro pianeta ha sempre posto numerosi limiti alla comprensione dei meccanismi che interessano la geodinamica profonda.
Oggi il progresso delle tecniche di indagine permette un discreto approccio sperimentale al problema. Da un lato sofisticate celle ad incudine di diamante (DAC) permettono lo studio di cristalli singoli o di polveri a pressioni elevatissime (decine di GPa) con metodi di diffrattometria (anche con l’impiego di radiazioni da sorgenti non convenzionali, quali la luce di sincrotrone o i neutroni) o con metodi spettroscopici (IR o Raman). Dall’altro, fornaci appositamente concepite per cristallo singolo sono in grado di scaldare i campioni per indagini strutturali a temperature superiori ai 1000°C.
Le ricerche sperimentali possono essere convenientemente affiancate e integrate da metodi teorici di calcolo sulle forze fondamentali che regolano il comportamento chimico-fisico dei solidi, estendendolo a condizioni estreme di P e T di difficile >>>