行業應用 | 從火山噴發到玄武巖纖維：高溫流變儀揭秘熔體黏彈性真相

閱讀：85 發布時間：2026-6-30

火山熔體（巖漿）的黏彈性性能直接決定了其是否會發生脆性破碎，從而控制噴發樣式與相關災害等級。

對于相對低黏度但仍可出現爆炸性噴發的玄武質巖漿而言，理解其固態–液態轉變尤為關鍵。

硅酸鹽熔體由不同交聯程度的 Si–O 四面體組成；結構弛豫時間（Si–O 鍵斷裂/愈合）是控制固–液行為的核心參數：

此前研究多聚焦高 SiO? 流紋巖；本次工作利用振蕩流變模式，對天然玄武巖熔體在寬溫域內的黏彈響應進行系統約束。

樣品與實驗方法

樣品來源：2023 年冰島 Litli-Hrútur 火山裂隙噴發的新鮮熔巖流

主量成分：SiO? 48.26 wt%；Al?O? 16.33 wt%；CaO 13.13 wt%；Fe?O? 10.26 wt%；Na?O+K?O 2.23 wt%（典型裂隙噴發玄武巖）

儀器：安東帕高溫流變儀系統FRS1800，同心圓筒測量系統，空氣環境

640 (2).jpg

圖1：FRS1800

實驗流程：

→ 樣品先重熔

→ 冷卻至目標溫度

→（1500?°C → 1151?°C）

→ 在各溫度臺階進行：

實驗結果

振幅掃描

微信圖片_2026-06-30_104304_447.png

圖2：在選定的超液相和亞液溫度下，振幅掃描過程中的損耗模量G〃（方形）和儲能模量G′（三角形）在大多數振幅下很穩定。

頻率掃描

? 超液相態溫度：1500?°C / 1189?°C 以上

在超液體溫度下通過頻率掃描獲得的復數黏度.png

圖3：在超液體溫度下通過頻率掃描獲得的復數黏度

來自選定溫度超液相和亞液溫度的頻率掃描.png

圖4：G′和G〃來自選定溫度超液相和亞液溫度的頻率掃描

? 亞液相態溫度：≤1189?°C，如 1151?°C

在亞液相線溫度下通過頻率掃描獲得的復數黏度.png

圖5：在亞液相線溫度下通過頻率掃描獲得的復數黏度

核心結論

<cite id="yayum"></cite>

會員登錄