هيكسافيروم

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
الشكل 1: مجال إبسيلون في مخطط الطور الحديدي الأحادي . [ 1 ]
الشكل 2: الحجم المولي مقابل الضغط لـ ε-Fe عند درجة حرارة الغرفة.

يعتبر كل من Hexaferrum و epsilon iron (ε-Fe) مرادفين للطور السداسي المكتظ (HCP) للحديد الذي يكون مستقرًا فقط عند الضغط العالي للغاية.

في دراسة أجريت عام 1964 في جامعة روتشستر، تم خلط مسحوق حديد ألفا نقي بنسبة 99.8% مع كلوريد الصوديوم ، ثم ضُغط قرص قطره 0.5 مم بين سطحي سندانين ماسيين. استُخدم تشوه شبكة كلوريد الصوديوم، الذي تم قياسه بواسطة حيود الأشعة السينية (XRD)، كمؤشر للضغط. عند ضغط 13 جيجا باسكال ودرجة حرارة الغرفة، تحول مسحوق الفريت ذو البنية المكعبة المتمركزة في الجسم (BCC) إلى الطور السداسي المكتظ (HCP) كما هو موضح في الشكل 1. عند خفض الضغط، تحول حديد إبسيلون (ε-Fe) مرة أخرى إلى الفريت (α-Fe) بسرعة. تم قياس تغير في الحجم النوعي مقداره -0.20 سم³ /مول ± 0.03. يتميز حديد هيكسافروم، مثل الأوستنيت ، بكثافة أعلى من الفريت عند حدود الطور. أكدت تجربة الموجة الصدمية نتائج السندان الماسي. تم اختيار إبسيلون للمرحلة الجديدة ليتوافق مع شكل HCP للكوبالت . [ 1 ] 

تم حساب النقطة الثلاثية بين أطوار ألفا وجاما وإبسيلون في مخطط الطور الأحادي للحديد عند درجة حرارة 770 كلفن وضغط 11 جيجا باسكال، [ 2 ] على الرغم من أنها حُددت عند درجة حرارة أقل تبلغ 750 كلفن (477 درجة مئوية ) في الشكل 1. رمز بيرسون للحديد السداسي هو hP2 ومجموعته الفراغية هي P63 /mmc . [ 3 ] [ 4 ]    

أظهرت دراسة أخرى تتعلق بتحول الفريت إلى هيكسافيروم من الناحية المعدنية أنه تحول مارتنسيتي وليس تحول توازن . [ 5 ]

على الرغم من أن مفهوم الهيكسافيروم ذو أهمية أكاديمية بحتة في هندسة المعادن ، إلا أنه قد يكون له دلالة في الجيولوجيا . يتراوح ضغط ودرجة حرارة لب الأرض الحديدي بين 150 و350 جيجا باسكال و3000 ± 1000 درجة مئوية على التوالي . ويشير استقراء حدود طور الأوستنيت-الهيكسافيروم في الشكل 1 إلى أن الهيكسافيروم قد يكون مستقرًا أو شبه مستقر في لب الأرض. [ 1 ] لهذا السبب، بحثت العديد من الدراسات التجريبية خصائص حديد HCP تحت ضغوط ودرجات حرارة قصوى. يوضح الشكل 2 سلوك انضغاط حديد إبسيلون عند درجة حرارة الغرفة حتى ضغط مماثل لما يُصادف في منتصف اللب الخارجي للأرض؛ ولا توجد نقاط عند ضغوط أقل من 6 جيجا باسكال تقريبًا، لأن هذا الشكل المتآصل غير مستقر ديناميكيًا حراريًا عند الضغوط المنخفضة، ولكنه سيتحول ببطء إلى حديد ألفا.    

مراجع

  1. 1 2 3 T. Takahashi & WA Bassett, " High-Pressure Polymorph of Iron ,” Science , Vol. 145 #3631, 31 Jul 1964, p. 483–486.
  2. ↑ ج. كراوس، مبادئ المعالجة الحرارية للفولاذ ، الجمعية الأمريكية للمعادن الدولية، 1980، ص 2، رقم ISBN 0-87170-100-6.
  3. ↑ دليل ASM، المجلد 3: مخططات أطوار السبائك ، ASM International، 1992، ص 2.210، ISBN 0-87170-381-5.
  4. ↑ ملف حيود المسحوق 00-034-0529، المركز الدولي لبيانات الحيود ، 1983.
  5. ↑ جايلز، بي إم؛ لونغينباخ، إم إتش؛ ماردر، إيه آر (1971). "التحول المارتنسيتي α⇄ε تحت الضغط العالي في الحديد". مجلة الفيزياء التطبيقية . 42 (11): 4290-5 . doi : 10.1063/1.1659768 .