On the α/γ phase stability of iron

✍ Scribed by W. Bendick; W. Pepperhoff

• Publisher: Elsevier Science
• Year: 1982
• Weight: 686 KB
• Volume: 30
• Category: Article
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(82)90117-1

✦ Synopsis

Based on a new heat capacity measurement of iron and considering the present knowledge about the electronic properties and magnetism of y-iron. a calculation of the a/y phase stability of iron has been carried out. The calculated zero-point stability of 48OOJ/mole for b.c.c. a-iron with respect to f.c.c. y-iron is caused by the ferromagnetism of a-iron. In the hypothetical paramagnetic ease the f.c.c. y-iron should be the stable structure by 2800 J/mole. Another result is the concfusion of an excess heat capacity of y-iron which ean be explained by thermally excited transitions of a two-level model with an energy gap AE/k = 1300 K (k = Boltzmann's constant). From this model a magnetic moment of 0.7 pa for the y,-ground state and 2.4 pa for the excited yl-state can be estimated, which is in good accordance with various experimental results.

R&sumCNous avons calcule la stabilite z/y du fer a partir de nouvelles mesures de chaleur specifique, en tenant compte de nos connaissances conccrnant les proprittts tlectroniques et le magnetisme du fer 7. La stabilite CaiculC pour le fer a cc. par rapport ii la valeur du fer y c.f.c. si%ve & 4800 J/mole; la diff&rence. provient du ferromagn~tisme de la phase IX. Dans le cas hy~th~tique air elb serait paramagnttique, la phase y c.f.c. serait la structure stable (de 28OOJ/mole). Un autre resultat consiste en l'hypothbe tres convaincante selon laquelle on pourrait expliquer l'exces de chaleur sp&ifique du fer ; par des transitions thermiquement activCes dans un modele a deux niveaux avec un gap en energie AE/k = 1300 K (k constante de Boltzmann). A l'aide de ce mod&, on peut estimcr a 47 pa le moment magnetique de petat fondamental y, et a 24 pa celui de l'ttat excite y2. ce qui est en bon accord avecdivers rtsultats exp&imentaux.