Epsilon demir önceki yıllarda akademik olarak metalurjik çalışmalarda kullanılırken son zamanlarda jeolojik çalışmalarda kullanılmaya başlandı. Dünyanın çekirdeğindeki demirin 1500-3500 kbar ve 3000 ± 1000 °C aralığında kararlı ya da kararsız olması ve HSP demirin yani diğer adıyla Hexaferrum’un oda sıcaklığında extreme basınç altında görülmesi bu yöndeki çalışmaların artmasını sağlamıştır.
Demir’in basınç altındakı x-ray difraksiyonu çalışması gösteriyor ki HMK yapıdaki a-Fe, 130 kbar altında ve oda sıcaklığında HSP(ε-Fe)’e dönüşüyor. Bu sırada gerçekleşen özgül hacim değişimi −0.20 cm3/mol ± 0.03, tane sınırındaki eğim 2 ± 1 °C/kbar, oda sıcaklığındaki molar hacim azalması 7.10 cm3/mol’den 6.10 ± 0.08 cm3/mol (200 kbar) ölçülür. Demirin kabul edilen 3 polimorfik fazı vardır: a-Fe (HMK- oda sıcaklığında 906 °C’de kararlı), y-Fe (YMK – 1401 °C’de kararlı), δ-Fe (HMK- 1401-1530 °C arasında oda sıcaklıgında karalı). Rochester Universitesi’nden Takahashi and Bassett isimli araştırmacılar 770 K ve 11kbar basınç altında %99.8 saf a-Fe ve NaCl tozlarını karıştırdı, uygun sıcaklık ve basınç altında HMK yapıdaki ferrit tozunun HSP yapıya dönüştüğünü gözlemledi.
Demirin sıcaklık ve basınca bağla faz değişimi
Epsilon Demir’in basınca bağlı molar hacim değişimi
Kaynakça
- Takahashi & W.A. Bassett, “High-Pressure Polymorph of Iron,”Science, Vol. 145 #3631, 31 Jul 1964, p. 483–486.
Yorumlar