Pressure solution creep has been recognized as a rock deformation mech的简体中文翻译

Pressure solution creep has been re

Pressure solution creep has been recognized as a rock deformation mechanism in the geologic literature since its introduction by Henry B.Sorby in the 1860’s [38]. Despite knowledge of the major steps characterizing pressure solution creep and observations of this mechanism in geologic studies, details of it thermodynamics and kinetics are not yet fully understood and have been intensively debated for over a century by geologists, and largely ignored in the field of material science [39]. A detailed discussion of the contending explanations of pressure solution creep is beyond the scope of this paper, but interested readers should refer to a recent comprehensive historical review of the process by Gratier et al. [25] (specifically, section 3.4.). In CSP, the pressure solution creep mechanism occurs due to the application of uniaxial pressure upon a solid in the presence of a fluid in an open system. The process is thus governed by the non-equilibrium thermodynamics of locally-controlled solid-fluid interface-coupled dissolution precipitation mechanisms within confined spaces; but also by the thermodynamics of non-hydrostatically stressed solids, as defined by the Gibbs-Kamb theory [40]. Shimizu showed that hydrostatic pressure does not affect the entire process of dissolution-mass transport-precipitation, therefore excluding it from possible causes of pressure solution creep [39]. The driving force of pressure solution creep is thus not “pressure” [41], but rather the stress gradients in the solids, manifested by the difference in chemical potentials across solid-fluid boundaries [39]. The application of the afore mentioned non-equilibrium thermodynamic principles applied to open systems remains a largely open question, so the extension of such principles in the search of a fundamental understanding of CSP is similarly unresolved. There are also experimental challenges to fundamentally investigate CSP as there is a lack of in situ characterization techniques that can operate under the applied processing conditions. For example, it is only recently that localized solid-fluid interface-coupled dissolution-precipitation reactions have been monitored in situ using atomic force microscopy (AFM) [42,43]. To extend such techniques to CSP, instruments would need to be developed to allow for such measurements under a load with an evaporating solvent.
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自从亨利·B·索比(Henry B.Sorby)在1860年代提出压力解蠕变以来,地质文献就已经将其作为岩石变形的机制[38]。尽管了解压力解蠕变的主要步骤知识并在地质研究中观察到了这种机理,但热力学和动力学的细节尚未完全被理解,地质学家对此进行了长达一个多世纪的辩论,并在材料领域被广泛忽略。科学[39]。关于压力解蠕变的竞争性解释的详细讨论超出了本文的范围,但是有兴趣的读者应该参考Gratier等人最近对该过程的全面历史回顾。[25](具体来说,第3.4节)。在CSP中,由于在开放系统中存在流体时,对固体施加了单轴压力,因此出现了压力溶液蠕变机理。因此,该过程受密闭空间内局部控制的固液界面耦合溶解沉淀机理的非平衡热力学控制。而且还受吉布斯-坎布理论[40]定义的非静水应力固体的热力学影响。清水表明,静水压力不会影响溶质-输运-沉淀的整个过程,因此将其排除在压力溶液蠕变的可能原因之外[39]。因此,压力溶液蠕变的驱动力不是“压力” [41],而是固体中的应力梯度,由跨固体-流体边界的化学势的差异来表示[39]。前面提到的非平衡热力学原理在开放系统中的应用仍然是一个很大的开放性问题,因此,在寻求对CSP的基本了解时,此类原理的扩展也未解决。从根本上研究CSP还存在实验上的挑战,因为缺乏可以在所应用的加工条件下运行的原位表征技术。例如,直到最近,才使用原子力显微镜(AFM)现场监测了固相-流体界面耦合的溶解-沉淀反应[42,43]。为了将此类技术扩展到CSP,需要开发仪器以允许在蒸发溶剂负载下进行此类测量。
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自亨利·B.索比于19世纪60年[38]引入压力溶液蠕变以来,压力溶液蠕变已被公认为地质文献中的一种岩石变形机制。尽管对压力溶液蠕变的主要步骤和地质研究中对该机制的观测有了解,但热力学和动力学的细节尚未完全了解,地质学家一个多世纪以来一直对此进行深入辩论,在材料科学领域基本上被忽视[39]。对压力解决方案蠕变的争做解释的详细讨论超出了本文的范围,但感兴趣的读者应参考Gratier等人最近对这一过程的全面历史回顾[25](具体来说,第3.4节)。在 CSP 中,压力溶液蠕变机制由于在开放系统中存在流体的情况下对固体施加单轴压力而发生。因此,这个过程受密闭空间内局部控制的固体流体界面耦合溶解降水机制的非平衡热力学的支配;但也由非静水压力固体的热力学,根据吉布斯-坎布理论定义[40]。Shimizu表明,静水压力不会影响溶解-大规模运输-降水的整个过程,因此排除了其可能导致压力溶液蠕变的原因[39]。因此,压力溶液蠕变的驱动力不是"压力"[41],而是固体中的应力梯度,表现为固体流体边界化学电位的差异[39]。上述非平衡热力学原理的应用在很大程度上仍是一个悬而未决的问题,因此,在寻求对CSP的基本理解时,这些原则的延伸同样未解决。从根本上调查 CSP 也存在实验性挑战,因为缺乏在应用加工条件下可以操作的原位表征技术。例如,直到最近才使用原子力显微镜(AFM)[42,43]对局部固体流体界面耦合溶解-降水反应进行原位监测。为了将这种技术推广到CSP,需要开发仪器,以便使用蒸发溶剂的负载进行此类测量。
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自1860年Henry B.Sorby引入压力-溶蚀蠕变以来,压力-溶蚀蠕变已被地质学文献公认为一种岩石变形机制[38]。尽管对描述压力-溶液蠕变的主要步骤以及在地质研究中观察到的这一机制有了了解,但其热力学和动力学的细节还没有被完全理解,地质学家们对此进行了一个多世纪的激烈辩论,并且在材料科学领域中基本上被忽视了[39]。关于压力-溶液蠕变的争论性解释的详细讨论超出了本文的范围,但是感兴趣的读者应该参考Gratier等人最近对这一过程的全面历史回顾。[25](具体而言,第3.4节)。在CSP中,当流体存在于开放体系中时,由于对固体施加单轴压力,压力-溶液蠕变机制发生。因此,该过程受受限空间内局部控制的固-液界面耦合溶解-沉淀机制的非平衡热力学控制;也受非静水压应力固体的热力学控制,如Gibbs-Kamb理论[40]所定义。清水表明,静水压力并不影响溶解-传质-沉淀的整个过程,因此将其排除在压力溶液蠕变的可能原因之外[39]。因此,压力溶液蠕变的驱动力不是“压力”[41],而是固体中的应力梯度,其表现形式是跨越固体流体边界的化学势的差异[39]。上述非平衡态热力学原理在开放系统中的应用仍然是一个很大程度上的悬而未决的问题,因此,在寻求对CSP的基本理解的过程中对这些原理的扩展也同样没有得到解决。从根本上研究CSP也存在实验上的挑战,因为缺乏能够在所应用的工艺条件下操作的原位表征技术。例如,最近才使用原子力显微镜(AFM)对局部固-液界面耦合溶解沉淀反应进行了原位监测[42,43]。为了将这种技术推广到CSP,需要开发仪器,以便在有蒸发溶剂的负载下进行此类测量。
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