Топ-100
Back

ⓘ Alotropické modifikácie železa




Alotropické modifikácie železa
                                     

ⓘ Alotropické modifikácie železa

Alotropické modifikácie železa sú jeden z najznámejších príkladov alotropie v kovoch. Pri atmosférickom tlaku sa vyskytujú nasledovné alotropické modifikácie: železo α, železo β, železo γ a železo δ. Modifikácia nazývaná železo ε je preukázaná iba na experimentálnej úrovni a je stabilná pri velmi vysokých tlakoch a teplotách.

                                     

1. Charakteristika

Železo začne kryštalizovať pri chladnutí taveniny na úrovni teploty 1 538° C, ako železo δ často sa označuje aj ako vysokoteplotná modifikácia železa α, ktoré má kubickú priestorovo centrovanú štruktúru BCC.

Ďalším ochladzovaním sa štruktúra mení na kubickú plošne centrovanú FCC od teploty 1 394° C, ktorá má názov železo γ a je paramagnetická. Parameter atómovej mriežky železa γ je približne 3.65 × -10 m.

Pri 912° C sa kryštálová štruktúra opäť vracia na kubickú priestorovo centrovanú ako železo β, ktoré je tiež paramagnetické. Ochladenie pod tzv. Curieho teplotou neprináša už žiadnu zmenu v štruktúre, zostáva kubická priestorovo centrovaná štruktúra, ktorá je ale už feromagnetická a označuje sa ako železo α. Hodnota atómovej mriežky železa α β závisí na teplote a vzrastá až do 2.9 x -10 m. Nemagnetické železo má všetky elektrónové spiny atómov v magnetickej doméne orientované rovnako. Avšak vplyv okolitých magnetických domén s inak orientovanými spinmi sa vzájomne rušia. V zmagnetizovanom železe sú elektrónové spiny v doméne zarovnané, takže magnetický efekt okolitých domén sa znásobuje. Aj keď každá doména obsahuje miliardu atómov, má rozmery približne v stotinách milimetra.

Pri tlaku približne nad 10 GPa a teplote niekolko stoviek kelvinov sa železo α transformuje do tesne usporiadanej mriežky šesťuholníkovej sústavy HCP. Táto štruktúra sa označuje ako železo ε. Železo γ sa tiež môže transformovať do železa ε, ale nie je nutné pri tom pôsobiť tak vysokými tlakmi. Tieto fázy sa predpokladajú v pevných častiach planetárnych jadier. Predpokladá sa, že Zemské jadro sa skladá zo zliatiny železo-nikel s fázami ε.

                                     

2. Niektoré fázy zliatiny železo-uhlík

Železo tvorí s rôznymi kovmi a inými prvkami velmi dôležitú zlúčeninu. Najdôležitejšiu zliatinu tvorí železo s uhlíkom buď ako ocel alebo ako technické železo resp. liatinu. Podla ďalšej prídavných, tzv. legujúcich prvkov, je možné vytvoriť mnoho druhov ocelí a liatin s rôznymi vlastnosťami. Pochopenie vlastností alotropickej modifikácie železa je klúčom k výrobe kvalitnej ocele.

Tuhý roztok uhlíka a železa α resp. β resp. γ resp. δ sa nazývajú ferit α resp. ferit β resp. Austenit resp. ferit δ.

Železo α je stabilná modifikácia železa pri izbovej teplote. Je to mäkký, duktilný materiál, v ktorom je možné rozpustiť velmi malé množstvo uhlíka; maximálne 0.021 % hm. pri teplote 910° C. Väčšiu rozpustnosť uhlíka umožňuje až železo γ a to až do hodnoty 2.11 % hm. pri 1 146° C.

                                     
  • Berzelius. Jednotlivé formy sa nazývajú alotropické modifikácie zriedkavejšie alotropy. Alotropické modifikácie sa často medzi sebou výrazne líšia fyzikálnymi
  • Alkoholdehydrogenáza Alkyl Allanit - Ce Allen J. Bard Almandín Alotropické modifikácie železa Alpaka zliatina Alternatívne biochémie Aluminotermia
  • atómov, ktoré majú odlišnú kryštálovú štruktúru. Najznámejšie alotropické modifikácie sú: kosoštvorcová rombická a jednoklonná monoklinická S8. Amorfná

Users also searched:

...