دگرشکلی های آهن. در فشار اتمسفریک، سه دگرشکل از آهن وجود دارد، آهن آلفا ( α - Fe ) ، آهن گاما ( γ - Fe ) ، و آهن دلتا ( δ - Fe ) . در فشارهای بسیار بالا دگرشکل چهارمی هم به نام آهن اپسیلون ( ε - Fe ) وجود دارد. برخی از شواهد تجربی بحث برانگیز نشان می دهند که دگرشکل پنجمی وجود دارد که در دماها و فشارهای بسیار بالا پایدار است. [ ۱]
دلیل اهمیت فازهای مختلف آهن در فشار اتمسفریک، تفاوت در انحلال پذیری کربن است که باعث به وجود آمدن انواع مختلف فولاد می شود. فازهای فشار بالای آهن به عنوان مدل برای بخش های جامد هسته های سیارات مهم هستند. به طور کلی فرض می شود که هستهٔ درونی زمین از یک آلیاژ کریستالی آهن و نیکل با ساختار اپسیلون ( ε ) تشکیل شده باشد. [ ۲] [ ۳] [ ۴] اعتقاد بر این است که هستهٔ بیرونی که اطراف هستهٔ جامد درونی است، از آهن مایع مخلوط شده با نیکل و مقدار کمی از عناصر سبک تشکیل شده است.
در دماهای پایین تر از ۹۱۲ درجه سانتی گراد، آهن دارای ساختار مکعبی مرکزپر ( BCC ) است و به عنوان آهن آلفا یا فریت شناخته می شود. این دگرشکل از نظر ترمودینامیکی پایدار است و نسبتاً نرم است. آهن آلفا می تواند تحت فشار حداکثر ۱۵ گیگاپاسکال قرار گیرد و پس از آن به یک فرم فشار بالا به نام آهن اپسیلون تبدیل می شود که ساختار بسته شش ضلعی ( HCP ) دارد.
از نظر مغناطیسی، آهن آلفا در دماهای بالا پارامغناطیس است. با این حال، با خنک شدن آن تا دما ۷۷۱ درجه سانتی گراد، [ ۵] که دمای کوری ( TC ) آهن است، فرومغناطیس می شود. عکس این حالت نیز اتفاق می افتد؛ همان طور که دمای آهن آلفا از دمای کوری بالاتر می رود، برانگیختگی حرارتی تصادفی اتم های آهن از گشتاور مغناطیسی جهت دار الکترون های جفت نشده بیشتر می شود و پارامغناطیس می شود. [ ۶] در گذشته، فرم پارامغناطیس آهن آلفا به عنوان آهن بتا ( β - Fe ) شناخته می شد. [ ۷] [ ۸] با این حال، این اصطلاح منسوخ و گمراه کننده است، زیرا با عبور آهن از دمای کوری، حوزه های مغناطیسی همسو می شوند ولی هیچ تغییری در ساختار رخ نمی دهد. آهن بتا از نظر کریستالوگرافی مشابه آهن آلفا است، و تنها تفاوت ها در حوزه های مغناطیسی و پارامتر شبکهٔ شبکه مکعبی مرکزپر ( BCC ) منبسط شده به عنوان تابعی از دما است. بنابرین این دگرشکل در عملیات حرارتی فولاد از اهمیت کمی برخوردار است. به همین دلیل، فاز بتا معمولاً نه به عنوان یک فاز مشخص، بلکه صرفاً به عنوان انتهای دمای بالای میدان فاز آلفا در نظر گرفته می شود. خط A2 مرز بین میدان های آهن آلفا و بتا را در دیاگرام فازی شکل ۱ نشان می دهد.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفدلیل اهمیت فازهای مختلف آهن در فشار اتمسفریک، تفاوت در انحلال پذیری کربن است که باعث به وجود آمدن انواع مختلف فولاد می شود. فازهای فشار بالای آهن به عنوان مدل برای بخش های جامد هسته های سیارات مهم هستند. به طور کلی فرض می شود که هستهٔ درونی زمین از یک آلیاژ کریستالی آهن و نیکل با ساختار اپسیلون ( ε ) تشکیل شده باشد. [ ۲] [ ۳] [ ۴] اعتقاد بر این است که هستهٔ بیرونی که اطراف هستهٔ جامد درونی است، از آهن مایع مخلوط شده با نیکل و مقدار کمی از عناصر سبک تشکیل شده است.
در دماهای پایین تر از ۹۱۲ درجه سانتی گراد، آهن دارای ساختار مکعبی مرکزپر ( BCC ) است و به عنوان آهن آلفا یا فریت شناخته می شود. این دگرشکل از نظر ترمودینامیکی پایدار است و نسبتاً نرم است. آهن آلفا می تواند تحت فشار حداکثر ۱۵ گیگاپاسکال قرار گیرد و پس از آن به یک فرم فشار بالا به نام آهن اپسیلون تبدیل می شود که ساختار بسته شش ضلعی ( HCP ) دارد.
از نظر مغناطیسی، آهن آلفا در دماهای بالا پارامغناطیس است. با این حال، با خنک شدن آن تا دما ۷۷۱ درجه سانتی گراد، [ ۵] که دمای کوری ( TC ) آهن است، فرومغناطیس می شود. عکس این حالت نیز اتفاق می افتد؛ همان طور که دمای آهن آلفا از دمای کوری بالاتر می رود، برانگیختگی حرارتی تصادفی اتم های آهن از گشتاور مغناطیسی جهت دار الکترون های جفت نشده بیشتر می شود و پارامغناطیس می شود. [ ۶] در گذشته، فرم پارامغناطیس آهن آلفا به عنوان آهن بتا ( β - Fe ) شناخته می شد. [ ۷] [ ۸] با این حال، این اصطلاح منسوخ و گمراه کننده است، زیرا با عبور آهن از دمای کوری، حوزه های مغناطیسی همسو می شوند ولی هیچ تغییری در ساختار رخ نمی دهد. آهن بتا از نظر کریستالوگرافی مشابه آهن آلفا است، و تنها تفاوت ها در حوزه های مغناطیسی و پارامتر شبکهٔ شبکه مکعبی مرکزپر ( BCC ) منبسط شده به عنوان تابعی از دما است. بنابرین این دگرشکل در عملیات حرارتی فولاد از اهمیت کمی برخوردار است. به همین دلیل، فاز بتا معمولاً نه به عنوان یک فاز مشخص، بلکه صرفاً به عنوان انتهای دمای بالای میدان فاز آلفا در نظر گرفته می شود. خط A2 مرز بین میدان های آهن آلفا و بتا را در دیاگرام فازی شکل ۱ نشان می دهد.
wiki: دگرشکلی های آهن