Astronomie

Jaké faktory ovlivňují Widmanstättenův vzorec v meteoritech železa?

Jaké faktory ovlivňují Widmanstättenův vzorec v meteoritech železa?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Jádra železných meteoritů vykazují nádherné Widmanstättenovy vzory, jak je znázorněno níže v meteoritu Alvord (foto Jim H):

Chápu, že tyto vzorce se tvoří, když roztavené jádro niklu a železa jeho hostitelského těla ochlazuje. Stejně jako u normální tvorby krystalů vede pomalejší rychlost ochlazování k delší době tvorby krystalů, což vede k větším krystalům.

Kromě toho, jaké faktory ovlivňují tvorbu krystalu a jakými způsoby?

Představuji si, že složení a doba chlazení jsou dominantní faktory ...


Už je to dlouho, co jsem to studoval, a meteority do značné míry nejsou mým oborem, takže se podělím o své současné porozumění, ale uvítal bych opravy od těch informovanějších :-)

Tyto meteority jsou většinou železo s malým množstvím niklu. Pro dané složení železa a niklu lze vytvořit různé krystalové struktury. Zde jsou relevantní dvě krystalové struktury zvané „taenit“ a „kamacit“ (v systému železo-uhlík, kde lze vytvářet velmi podobné vzory, by se tyto názvy nazývaly „austenit“ a „ferit“, ale odkazují na stejné krystalové struktury. ).

To, zda je taenit nebo kamacit stabilnější, závisí jak na teplotě, tak na množství přítomného niklu. Při vysokých teplotách, kdy je meteorit mladý, bude celý taenit. Jak se však ochladí, nakonec dosáhneme teploty, kde by vesmír energeticky vzato chtěl směs taenitu a kamacitu.

Avšak právě proto, že je nyní energeticky výhodné, aby se kamacit formoval, stále musí existovat mechanismus, kterým mohou některé krystaly taenitu přeměnit do kamacitu.

Widmanstättenovy vzorce se tvoří pouze při velmi nízkém podchlazení, jinými slovy, když je pouze teplota prostě v této oblasti, kde se kamacite začíná stávat stabilním.

To, co ve skutečnosti vidíte v tomto vzoru, jsou desky kamacitu, které se vytvořily. Přesný vzorec, který uvidíte, bude záviset na tom, který plátek meteoritu se rozhodnete vyleštit, a souvisí s podkladovou symetrií krystalové struktury.

Důvod, proč nevidíte, že tyto vzory jsou na Zemi tak velké, jsou dva důvody: jedním je jednoduše to, že samotné velikosti zrn jsou mnohem menší, a tak je tím omezena velikost mikrostruktury. Druhým důvodem je, že rychlost chlazení je mnohem rychlejší, takže vzory nemohou růst tak velké.

Když tyto desky nukleují, rozsah (délka / šířka) Widmanstättenových desek může rychle růst, ale zesílí pouze rychlostí omezenou difúzí atomů niklu mezi atomy železa. Je to proto, že strany destiček mají koherentní rozhraní s mateřskou fází taenitu a difúze je pomalejší, zatímco špičky / hrany destičky mají nekoherentní rozhraní, kde je difúze mnohem rychlejší.

Věřím, že rychlost růstu desky déle souvisí se stupněm podchlazení, takže při velmi pomalých rychlostech ochlazování, jako jsou ty ve vesmíru, rostou desky mnohem pomaleji. To pak dává čas atomům rozptýleným po stranách desky, aby deska zesílila. A proto nakonec máme tuto krásnou mikrostrukturu dostatečně velkou, abychom ji viděli lidským okem.

To chápu, nicméně si myslím, že zatím neexistuje shoda ohledně toho, jak přesně se Widmanstättenovy vzorce formují, jakou roli hraje difúze a také role dalších doplňků při jejím zprostředkování (např. Přítomnost fosforu v případě železo-niklových meteoritů ).

Doufám, že to pomůže!


Podívejte se na video: Pad maleho meteoritu (Listopad 2022).