giving rise to a latent heat of tra

giving rise to a latent heat of transformation. The same is true of the transformation from γ to δ at 1665 K (1392 ◦C). However, there are two interesting portions of the specific heat curves, namely the peak which appears at about 50 K for the γ phase and another peak at 1042 K for the α phase. These peaks are due to the need to increase the energy supplied to the material to continue to heat it up. They are related to the fact that the ordered spins of the antiferromagnetic FCC γ Fe and of the ferromagnetic BCC α Fe must be randomized to change these phases into their respective paramagnetic states.
The transition temperature of the antiferromagnetic FCC γ Fe to the paramagnetic FCC γ Fe is called the Néel temperature, TN . In antiferromagnetically (AF) ordered materials, the magnetic spins are aligned in opposite directions with respect to neighboring spins, and thus can be considered as being ordered. This has been demonstrated to occur in micron-size metastable γ -Fe particles embedded in Cu, which remain FCC on cooling [3]. In an antiferromagnetic arrangement the opposite magnetic moments cancel one another and hence the overall magnetization is equal to zero. However, this antiferromagnetic arrangement contributes to the structural energy, and heat is needed to randomize magnetic moments. The transition is indicated by the small peak in the CP curve for the γ -phase in Fig. 3. This figure shows the CP trends for both the FCC and BCC Fe phases, with some extrapolations into metastable regions (shown by dashed lines), which seem quite reasonable. Both magnetic states stabilize the respective crystal structures at low temperatures.
Question 1 can now be addressed as follows. At 0 K, the ferromagnetic ordering in the BCC α phase causes the internal energy (and enthalpy) of that phase to be lower than the internal energy (and enthalpy) of the antiferromagnetic (and paramagnetic) FCC phase, i.e. Hα(FM) < Hγ . This is so because the large exchange energy of the aligned magnetic moments of the ferromagnetic BCC Fe greatly reduces its internal energy. Thus, even though the ferromagnetic BCC Fe is less close-packed than FCC γ , it is the equilibrium phase at low temperatures [4].
The answers to questions 2 and 3 are more complex and involve the influence of entropy, as well as internal energy. To answer them we need to consider in more detail the behavior of the specific heats with temperature for the α and γ phases (see Fig. 3). Both Cp curves show a peak corresponding to a magnetic transition. We consider two aspects of the entropy of the α and γ phases, namely their vibrational entropy and their magnetic spin entropy. As mentioned earlier, the vibrational entropy usually is larger for BCC structures than for FCC structures. This is the reason why BCC structures are usually more stable than FCC ones at higher temperatures. In the case of Fe, however, we must also take into account the entropy due to the disordering of the spins.
At low temperatures, the antiferromagnetic to paramagnetic transition in γ Fe increases its configurational spin entropy to the extent that the overall entropy for the close packed γ phase becomes greater than that of the more loosely packed ferromagnetic α phase. This excess entropy (due to the disordering of the magnetic spins at the Neel temperature) is the cause of the appearance of the γ phase at higher temperatures, as can be seen from the equation for the Gibbs energy of the γ phase:
It is the negative TS term that eventually causes the γ phase to have a lower Gibbs Energy at higher temperatures, because it continues to decrease as the temperature increases. Hence the FCC phase replaces the BCC one at about 910 ◦C; that is, the α to γ structural transformations occurs. This BCC to FCC transformation on heating is opposite to the more usual FCC to BCC one, because, in the case of Fe, it is the entropy due to the spin disordering that determines the equilibrium phase, not the lattice vibrational entropy term.
The graphic illustration of these transformations is shown in Fig. 4. At 910 ◦C the Gγ curve crosses the Gα curve, producing a change of phase from BCC to FCC. However, on further heating the excess specific heat of the α phase in the Curie temperature range makes the negative TS term of the α important and, as a result, the Gα curve re-crosses the Gγ at ∼1400 ◦C. Thus, the large entropy due to the randomizing of the magnetic spins in the α phase in concert
with its larger vibrational entropy allows the BCC phase to appear again, this time being labeled as the δ phase.
The importance of magnetic effects in Fe can be summarized as follows:

Kết quả (Việt) 1:

dẫn đến một nhiệt độ ẩn của phép biến đổi. Như vậy là đúng sự thật của việc chuyển đổi từ γ để δ 1665 k (1392 ◦C). Tuy nhiên, có những hai phần thú vị của các đường cong nhiệt, cụ thể là đỉnh cao mà xuất hiện ở khoảng 50 K cho giai đoạn γ và một đỉnh núi tại 1042 K cho giai đoạn α. Những đỉnh núi là do sự cần thiết để tăng năng lượng cung cấp cho các vật liệu để tiếp tục nóng lên. Họ có liên quan đến một thực tế rằng quay phản sắt từ FCC γ, ra lệnh cho Fe và của sắt từ BCC α Fe phải được chọn ngẫu nhiên để thay đổi những giai đoạn thành kỳ thuận từ tương ứng của họ.Chuyển đổi nhiệt độ của phản sắt từ FCC γ Fe để thuận từ FCC γ Fe được gọi là nhiệt độ Néel, TN. Antiferromagnetically (AF) ra lệnh cho tài liệu, từ trường quay được liên kết ở hướng đối diện đối với giáp ranh quay, và do đó có thể được coi như đã ra lệnh. Điều này đã được chứng minh xảy ra ở kích cỡ micron đồng phân γ-Fe hạt nhúng trong Cu, mà vẫn còn FCC trên làm mát [3]. Trong một sự sắp xếp phản sắt từ khoảnh khắc từ đối diện hủy bỏ nhau và vì thế từ hóa tổng thể là bằng 0. Tuy nhiên, sự sắp xếp này phản sắt từ góp phần năng lượng cấu trúc, và nhiệt độ là cần thiết để chọn ngẫu nhiên từ những khoảnh khắc. Quá trình chuyển đổi được chỉ định bởi đỉnh nhỏ ở đường cong CP cho γ-giai đoạn trong hình 3. Con số này cho thấy xu hướng CP cho FCC và BCC Fe giai đoạn, với một số extrapolations thành đồng phân vùng (thể hiện bởi tiêu tan đường), mà có vẻ khá hợp lý. Cả hai kỳ từ tính ổn định cấu trúc tinh thể tương ứng ở nhiệt độ thấp.Câu hỏi 1 bây giờ có thể được giải quyết như sau. Lúc 0 K, đặt hàng sắt từ trong giai đoạn α BCC nguyên nhân nội năng (và enthalpy) của giai đoạn đó là thấp hơn năng lượng nội bộ (và enthalpy) phản sắt từ (và thuận từ) FCC giai đoạn, tức là Hα(FM) < Hγ. Điều này là như vậy bởi vì năng lượng trao đổi lớn của những khoảnh khắc từ liên kết của BCC Fe sắt từ rất nhiều làm giảm năng lượng nội bộ của nó. Vì vậy, mặc dù BCC Fe sắt từ ít đóng đóng gói hơn FCC γ, đó là giai đoạn trạng thái cân bằng ở nhiệt độ thấp [4].Câu trả lời cho câu hỏi 2 và 3 có phức tạp hơn và bao gồm ảnh hưởng của các dữ liệu ngẫu nhiên, cũng như nội năng. Để trả lời cho họ, chúng ta cần xem xét chi tiết hơn các hành vi cụ thể, với nhiệt độ nóng cho các giai đoạn α và γ (xem hình 3). Cả hai đường cong Cp Hiển thị một đỉnh cao tương ứng với một sự chuyển tiếp từ trường. Chúng tôi xem xét các khía cạnh hai của entropy của các pha α và γ, cụ thể là của entropy rung động và dữ liệu ngẫu nhiên từ trường quay của họ. Như đã đề cập trước đó, dữ liệu ngẫu nhiên rung động thường là lớn hơn cho các cấu trúc BCC hơn cho các cấu trúc FCC. Đây là lý do tại sao BCC cấu trúc thường ổn định hơn FCC những nhiệt độ cao hơn. Trong trường hợp của Fe, Tuy nhiên, chúng ta phải cũng đưa vào tài khoản dữ liệu ngẫu nhiên do disordering của sự quay.Ở nhiệt độ thấp, phản sắt từ để thuận từ chuyển tiếp trong γ Fe tăng entropy configurational spin của nó đến mức mà entropy tổng thể cho giai đoạn close đóng gói γ trở nên lớn hơn của giai đoạn sắt từ α nhiều lỏng lẻo đóng gói. Này entropy dư thừa (do disordering từ trường quay ở nhiệt độ Neel) là nguyên nhân của sự xuất hiện của giai đoạn γ ở nhiệt độ cao, có thể nhìn thấy từ phương trình năng lượng Gibbs γ giai đoạn:Nó là một thuật ngữ TS âm cuối cùng nguyên nhân giai đoạn γ có năng lượng Gibbs thấp hơn ở nhiệt độ cao hơn, bởi vì nó vẫn tiếp tục giảm khi nhiệt độ tăng. Vì thế giai đoạn FCC thay thế BCC một lúc khoảng 910 ◦C; đó là, α để biến đổi cấu trúc γ xảy ra. BCC này để chuyển đổi FCC trên hệ thống sưởi là đối diện FCC hơn bình thường để BCC một, bởi vì, trong trường hợp của Fe, đó là entropy do spin disordering xác định giai đoạn trạng thái cân bằng, không phải thuật ngữ vibrational entropy lưới.Minh họa đồ họa của những biến đổi được thể hiện trong hình 4. Tại 910 ◦C Gγ cong đi qua đường cong Gα, sản xuất một sự thay đổi của giai đoạn từ BCC để FCC. Tuy nhiên, trên hơn nữa, Hệ thống sưởi nóng cụ thể dư thừa của α giai đoạn trong phạm vi nhiệt độ Curie làm cho thuật ngữ TS tiêu cực của α quan trọng và, kết quả là, các đường cong Gα lại đi qua Gγ tại ∼1400 ◦C. Do đó, dữ liệu ngẫu nhiên lớn do randomizing quay từ trường trong giai đoạn α trong buổi hòa nhạcvới dữ liệu ngẫu nhiên rung động lớn hơn cho phép giai đoạn BCC để xuất hiện một lần nữa, lần này được gắn nhãn là pha δ.Tầm quan trọng của các hiệu ứng từ trong Fe có thể được tóm tắt như sau:

Kết quả (Việt) 2:

để sinh nhiệt ẩn của chuyển đổi. Điều này cũng đúng trong việc chuyển đổi từ γ để delta tại 1665 K (1392 ◦C). Tuy nhiên, có hai phần thú vị của những đường cong nóng cụ thể, cụ thể là đỉnh cao mà xuất hiện tại khoảng 50 K cho giai đoạn γ và đỉnh điểm tại 1042 K cho giai đoạn α. Những đỉnh núi là do sự cần thiết phải tăng năng lượng cung cấp cho các nguyên liệu để tiếp tục nóng nó lên. Họ có liên quan đến thực tế là các spin đặt hàng của các phản sắt từ FCC γ Fe và của sắt từ BCC α Fe phải được chọn ngẫu nhiên để thay đổi các giai đoạn này vào trạng thái thuận từ tương ứng của họ.
Nhiệt độ chuyển tiếp của phản sắt từ FCC γ Fe với γ FCC thuận từ Fe được gọi là nhiệt độ Néel, TN. Trong antiferromagnetically (AF) đã ra lệnh các tài liệu, các spin từ tính được liên kết theo hướng ngược nhau đối với láng giềng quay, và do đó có thể được coi là được ra lệnh. Điều này đã được chứng minh để xảy ra trong micron kích thước hạt -Fe γ siêu bền nhúng trong Cừ, mà vẫn FCC về làm mát [3]. Trong một sự sắp xếp phản sắt từ những khoảnh khắc từ đối diện triệt tiêu lẫn nhau và vì thế sự từ hóa tổng thể là bằng không. Tuy nhiên, sự sắp xếp phản sắt từ này góp phần vào năng lượng cấu trúc, và nhiệt độ là cần thiết để ngẫu nhiên những khoảnh khắc từ. Việc chuyển đổi được chỉ định bởi các đỉnh nhỏ trong các đường cong CP cho -phase γ trong hình. 3. Con số này cho thấy xu hướng CP cho cả FCC và BCC Fe giai đoạn, với một số ngoại suy vào vùng siêu bền (thể hiện bằng các đường đứt nét), mà dường như khá hợp lý. Cả hai trạng thái từ tính ổn định cấu trúc tinh thể tương ứng ở nhiệt độ thấp.
Câu hỏi 1 bây giờ có thể được giải quyết như sau. Ở 0 K, trật tự sắt từ trong giai đoạn α BCC khiến năng lượng nội bộ (và enthalpy) của giai đoạn đó phải thấp hơn năng lượng nội bộ (và enthalpy) của phản sắt từ (và thuận) FCC giai đoạn, tức là Hα (FM) < Hγ. Đây là như vậy bởi vì năng lượng trao đổi lớn trong những khoảnh khắc từ liên kết của sắt từ BCC Fe làm giảm đáng kể năng lượng nội tại của nó. Như vậy, mặc dù sắt từ BCC Fe là ít xếp chặt hơn FCC γ, nó là giai đoạn cân bằng ở nhiệt độ thấp [4].
Các câu trả lời cho câu hỏi 2 và 3 là phức tạp hơn và liên quan đến ảnh hưởng của entropy, cũng như nội bộ năng lượng. Để trả lời họ, chúng ta cần phải xem xét cụ thể các hành vi của sự nóng đặc biệt với nhiệt độ cho α và γ giai đoạn (xem hình. 3). Cả hai đường cong Cp cho thấy một đỉnh tương ứng với một quá trình chuyển đổi từ tính. Chúng tôi xem xét hai khía cạnh của entropy của α và γ giai đoạn, cụ thể là entropy rung động của họ và entropy quay từ tính của họ. Như đã đề cập trước đó, entropy dao động thường là lớn hơn cho cấu trúc BCC hơn cho các cấu trúc FCC. Đây là lý do tại sao các cấu trúc BCC thường ổn định hơn những người FCC ở nhiệt độ cao. Trong trường hợp của Fe, tuy nhiên, chúng ta cũng phải đưa vào tài khoản các entropy do sự rối loạn, các spin.
Ở nhiệt độ thấp, phản sắt từ để chuyển thuận từ trong γ Fe tăng entropy configurational spin của nó đến mức entropy tổng thể cho gần đóng gói pha γ trở nên lớn hơn so với giai đoạn α sắt từ lỏng lẻo hơn đóng gói. Entropy dư thừa này (do sự rối loạn, các spin từ tính ở nhiệt độ Neel) là nguyên nhân của sự xuất hiện của giai đoạn γ ở nhiệt độ cao hơn, như có thể được nhìn thấy từ phương trình cho năng lượng Gibbs của giai đoạn γ:
Đây là hạn TS tiêu cực mà cuối cùng gây ra các giai đoạn γ để có một Gibbs năng lượng thấp hơn ở nhiệt độ cao, vì nó tiếp tục giảm khi nhiệt độ tăng. Do đó giai đoạn FCC thay thế BCC một khoảng 910 ◦C; đó là, α để g dịch chuyển cơ cấu xảy ra. Đây BCC để FCC chuyển đổi về nhiệt đối diện với FCC thông thường hơn để BCC một, bởi vì, trong trường hợp của Fe, nó là entropy do sự rối loạn, spin xác định các giai đoạn cân bằng, không phải là hạn entropy dao động mạng tinh thể.
Các đồ họa minh họa về những chuyển đổi này được thể hiện trong hình. 4. Tại 910 ◦C đường cong Gγ qua đường cong Gα, sản xuất một sự thay đổi của giai đoạn từ BCC sang FCC. Tuy nhiên, về tiếp tục làm nóng nhiệt cụ thể dư thừa của giai đoạn α trong phạm vi nhiệt độ Curie làm cho hạn TS tiêu cực của α quan trọng và, kết quả là, các Gα cong lại đi qua Gγ tại ~1400 ◦C. Do đó, entropy lớn do sự ngẫu nhiên của các spin từ trong giai đoạn α trong buổi hòa nhạc
với entropy dao động lớn hơn của nó cho phép các giai đoạn BCC để xuất hiện một lần nữa, lần này được dán nhãn là giai đoạn δ.
Tầm quan trọng của hiệu ứng từ trong Fe có thể tóm tắt như sau: