تتراتائنیت

تتراتائنیت
بلورهای درخشان و نقره‌ای تتراتائنیت
اطلاعات کلی
رده‌بندیکانی‌های عناصر آزاد
فرمول شیمیایی
(بخش تکراری)		FeNi
دسته‌بندی شرونتس-نیکل1.AE.10
دستگاه بلوریدستگاه بلوری چهارگوشه
رده بلوریدوماتیک (m)
(همان نماد هرمان-موگن)
گروه فضاییP4/mmm[۱]
ساختار بلوری۲۲٫۹۲ ų
ویژگی‌ها
جرم مولکولی۵۷٫۲۷ گرم
رفتار بلوریدانه‌ای - بافت رایج مشاهده شده در گرانیت و سایر سنگ‌های آذرین
رَخندارد
شکستگیچکش‌خوار
سختی موس۳٫۵
جلافلزی
رنگ خاکهخاکستری
شفافیتکدر (مات)
چگالی۸٫۲۷۵
ناخالصی‌های معمولCo, Cu, P
منابع[۲][۳][۴]

تتراتائنیت (انگلیسی: Tetrataenite) یک آلیاژ فلز بومی مرکب از FeNi با آرایش شیمیایی نوع L10 است که در سال ۱۹۸۰ به عنوان یک کانی شناخته شد.[۵] نام این کانی از دستگاه بلوری چهارگوشه آن و ارتباطش با آلیاژ آهن-نیکل یعنی تائنیت گرفته شده است که فازی با بی‌نظمی شیمیایی (A1) و شبکه پایه‌ای مکعبی وجوه‌مرکزدار (fcc) است.[۶] تتراتائنیت یکی از فازهای کانی موجود در آهن شهاب‌سنگی است.[۷][۳][۸] پیش از کشف آن در نمونه‌های شهاب‌سنگی، سنتز آزمایشگاهی فاز L10 نخستین بار در سال ۱۹۶۲ توسط لویی نیل و همکارانش گزارش شد. آن‌ها پس از پرتودهی نوترونی یک نمونه FeNi نامنظم شیمیایی تحت میدان مغناطیسی اِعمال‌شده، به این دستاورد رسیدند.[۹][۱۰][۱۱] در مقایسه با فاز A1 (تائنیت) که از نظر مغناطیسی نرم و از نظر شیمیایی نامنظم است، ساختار چهارگوشه L10 تتراتائنیت خواص مغناطیسی سختِ مناسبی ایجاد می‌کند، از جمله انرژی ناهمسانگردی مغناطیسی بلوری تک‌محوره بالا.[۱۰][۱۲] در نتیجه، استفاده از آن به عنوان یک آهنربای دائم بدون نیاز به عناصر خاکی کمیاب در دست بررسی است.[۱۳]

شکل‌گیری

تتراتائنیت به صورت طبیعی در شهاب‌سنگ‌های آهنیِ حاوی تائنیت شکل می‌گیرد. این سنگ‌ها با سرعت چند درجه در هر میلیون سال به آرامی خنک می‌شوند که همین امر امکان منظم شدن اتم‌های آهن و نیکل را فراهم می‌کند.[۵] این کانی به فراوانی در شهاب‌سنگ‌های کندریت که به کُندی خنک شده‌اند[۱۴] و همچنین در مزوسیدریت‌ها یافت می‌شود.[۵] در مقادیر بالای نیکل (تا ۵۲ درصد) و دماهای زیر ۳۲۰ درجه سلسیوس (دمای گذار نظم به بی‌نظمی شیمیایی[۹])، تتراتائنیت از تائنیت تجزیه می‌شود و دستگاه بلوری مکعبی آن را دچار اعوجاج می‌کند تا ساختار دارای آرایش شیمیایی و دستگاه بلوری چهارگوشه L10 را تشکیل دهد.[۱۵] بررسی‌های محاسباتی روی پایداری فاز آلیاژهای آهن-نیکل نشان داده‌اند که خاصیت فرومغناطیس نقش کلیدی در پایداری ترمودینامیکی ساختار منظم شیمیایی L10 ایفا می‌کند.[۱۶]

در سال ۲۰۱۵، گزارش شد که تتراتائنیت در یک سنگ زمینی یافت شده است؛ یک توده مگنتیت از رشته‌کوه‌های هند-میانمار واقع در شمال شرقی هند.[۱۷]

گزارش شده است که فاز L10 را می‌توان به صورت مصنوعی از طریق فعال‌سازی نوترونی یا فرایند تابش پرتو الکترونی نمونه FeNi با بی‌نظمی شیمیایی (A1) در دمای زیر ۵۹۳ کلوین،[۹][۱۰][۱۱] با احیای هیدروژنی NiFe
2O
4 نانومتری،[۱۷] یا با اعمال ترکیبی تنش مکانیکی و میدان مغناطیسی در حین بازپخت فاز نامنظم شیمیایی A1 تولید کرد.[۱۸]

پروتکل‌های آزمایشگاهی احتمالی برای سنتز توده‌ای

اعمال تنش و میدان مغناطیسی

گزارش شده است که اعمال هم‌زمان تنش مکانیکی و یک میدان مغناطیسی ملایم در طول فرایند بازپخت، می‌تواند شکل‌گیری فاز با نظم اتمی L10 را در نمونه‌های توده‌ای تسریع کند.[۱۸]

افزودن فسفر (مقاله پس‌گرفته‌شده)

در سال ۲۰۲۲، گزارش شد که اختلاط مقادیر مشخصی از آهن و نیکل به همراه کاتالیزور فسفر و ذوب کردن این مخلوط، می‌تواند تتراتائنیت را در مقادیر توده‌ای و ظرف چند ثانیه ایجاد کند.[۱۹][۲۰] با این حال، در اواخر سال ۲۰۲۴، مقاله‌ای که در ابتدا این دستاورد را گزارش کرده بود، توسط مجله[۲۱] به دلیل «تفسیر نادرست از داده‌های تجربی» پس گرفته شد. یک یادداشت متعاقب که توسط گروهی شامل بسیاری از نویسندگان مقاله اصلی منتشر شد، ضمن ارائه تفسیری تازه از داده‌های اولیه و همچنین اندازه‌گیری‌های جدید، نشان داد که پراش‌های پراش براگ که در ابتدا به حضور تتراتائنیت در نمونه‌ها نسبت داده شده بود، در واقع ناشی از وجود فسفیدها بوده است.[۲۲]

ساختار بلوری

تتراتائنیت دارای ساختار بلوری بسیار منظمی است،[۱۵] رنگ آن مایل به کرم به نظر می‌رسد و خاصیت دوشکستی از خود نشان می‌دهد.[۵] ظاهر آن از تائنیت که خاکستری تیره با میزان بازتابی پایین است، متمایز می‌شود.[۱۷] ترکیب FeNi به آسانی به یک دستگاه بلوری مکعبی در می‌آید، اما در این حالت فاقد ناهمسانگردی مغناطیسی است. تاکنون سه گونه از دستگاه بلوری چهارگوشه L10 یافت شده است، چرا که نظم شیمیایی می‌تواند در امتداد هر یک از سه محور رخ دهد.[۱۳]

خواص مغناطیسی

تتراتائنیت خاصیت مغناطش باقی‌مانده و به‌ویژه وادارندگی بالایی از خود به نمایش می‌گذارد.[۲۳] این کانی دارای ناهمسانگردی مغناطیسی بلوری تک‌محوره بزرگی است[۱۲] و حاصل‌ضرب بیشینه انرژی نظری آن (بیشترین مقدار انرژی مغناطیسی ذخیره‌شده) به بیش از ۳۳۵ کیلوژول بر متر مکعب می‌رسد.[۲۳] فاز L10 دارای دمای کوری نظریِ افزون بر ۱۰۰۰ کلوین است[۱۲] که منجر به ناهمسانگردی مغناطیسی قابل‌توجهی می‌شود و پیش‌بینی می‌گردد تا دمای اتاق و فراتر از آن نیز به قوت خود باقی بماند.

کاربردها

تتراتائنیت گزینه‌ای بالقوه برای جایگزینی آهنرباهای خاکی کمیاب مانند ساماریوم و نئودیمیوم است، چرا که هر دو عنصر آهن و نیکل در زمین فراوان و مقرون‌به‌صرفه هستند.[۲۴]

جستارهای وابسته

  • واژه‌نامه شهاب‌سنگ‌شناسی
  • ابرشبکه

منابع

  1. ↑ Montes-Arango, A.M.; Marshall, L.G.; Fortes, A.D.; Bordeaux, N.C.; Langridge, S.; Barmak, K.; Lewis, L.H. (September 2016). "Discovery of process-induced tetragonality in equiatomic ferromagnetic FeNi". Acta Materialia. 116: 263–269. Bibcode:2016AcMat.116..263M. doi:10.1016/j.actamat.2016.06.050.
  2. ↑ "Mineralienatlas – Fossilienatlas". www.mineralienatlas.de. Retrieved 1 April 2023.
  3. 1 2 "Tetrataenite: Mineral information, data and localities". Retrieved 1 April 2023.
  4. ↑ "Tetrataenite". webmineral.com.
  5. 1 2 3 4 Clarke, Roy S.; Scott, Edward R. D. (August 1980). "Tetrataenite—ordered FeNi, a new mineral in meteorites". American Mineralogist. 65 (7–8): 624–630.
  6. ↑ "Tetrataenite: Tetrataenite mineral information and data". www.mindat.org. Retrieved 2018-03-30.
  7. ↑ "Tetrataenite". webmineral.com.
  8. ↑ "Handbook of Mineralogy – Tetrataenite" (PDF). Archived from the original (PDF) on 5 October 2012. Retrieved 1 April 2023.
  9. 1 2 3 Paulevé, J.; Dautreppe, D.; Laugier, J.; Néel, L. (1962). "Une nouvelle transition ordre-désordre dans Fe-Ni (50-50)" [A new order-disorder transition in Fe-Ni (50-50)]. Journal de Physique et le Radium (in French). 23 (10): 841–843. doi:10.1051/jphysrad:019620023010084100. الگو:HAL.
  10. 1 2 3 Néel, L.; Pauleve, J.; Pauthenet, R.; Laugier, J.; Dautreppe, D. (March 1964). "Magnetic Properties of an Iron—Nickel Single Crystal Ordered by Neutron Bombardment". Journal of Applied Physics. 35 (3): 873–876. Bibcode:1964JAP....35..873N. doi:10.1063/1.1713516.
  11. 1 2 Paulevé, J.; Chamberod, A.; Krebs, K.; Bourret, A. (February 1968). "Magnetization Curves of Fe–Ni (50–50) Single Crystals Ordered by Neutron Irradiation with an Applied Magnetic Field". Journal of Applied Physics. 39 (2): 989–990. Bibcode:1968JAP....39..989P. doi:10.1063/1.1656361.
  12. 1 2 3 Woodgate, Christopher D.; Patrick, Christopher E.; Lewis, Laura H.; Staunton, Julie B. (2023-10-28). "Revisiting Néel 60 years on: The magnetic anisotropy of L10 FeNi (tetrataenite)". Journal of Applied Physics. 134 (16) 163905. arXiv:2307.15470. doi:10.1063/5.0169752.
  13. 1 2 Lewis, L H; Mubarok, A; Poirier, E; Bordeaux, N; Manchanda, P; Kashyap, A; Skomski, R; Goldstein, J; Pinkerton, F E; Mishra, R K; Kubic Jr, R C; Barmak, K (12 February 2014). "Inspired by nature: investigating tetrataenite for permanent magnet applications". Journal of Physics: Condensed Matter. 26 (6) 064213. Bibcode:2014JPCM...26f4213L. doi:10.1088/0953-8984/26/6/064213. PMID 24469336.
  14. ↑ Barthelmy, Dave. "Tetrataenite Mineral Data". webmineral.com. Retrieved 2018-04-10.
  15. 1 2 "Taenite | Metallic, Nickel-Iron Alloy | Britannica".
  16. ↑ Woodgate, Christopher D.; Lewis, Laura H.; Staunton, Julie B. (29 November 2024). "Integrated ab initio modelling of atomic ordering and magnetic anisotropy for design of FeNi-based magnets". npj Computational Materials. 10 (1): 272. arXiv:2401.02809. Bibcode:2024npjCM..10..272W. doi:10.1038/s41524-024-01435-y.
  17. 1 2 3 Nayak, B.; Meyer, F. M. (2015). "Tetrataenite in terrestrial rock". American Mineralogist. 100 (1): 209–214. Bibcode:2015AmMin.100..209N. doi:10.2138/am-2015-5061.
  18. 1 2 Lewis, Laura H.; Stamenov, Plamen S. (February 2024). "Accelerating Nature: Induced Atomic Order in Equiatomic FeNi". Advanced Science. 11 (7) e2302696. Bibcode:2024AdvSc..1102696L. doi:10.1002/advs.202302696. PMC 10870030. PMID 38072671.
  19. ↑ Ivanov, Yurii P.; Sarac, Baran; Ketov, Sergey V.; Eckert, Jürgen; Greer, A. Lindsay (2022-10-25). "Direct Formation of Hard-Magnetic Tetrataenite in Bulk Alloy Castings". Advanced Science (in English). 10 (1) 2204315. doi:10.1002/advs.202204315. PMC 9811435. PMID 36281692. (پس گرفته شده، see https://retractionwatch.com/2025/10/08/cosmic-magnet-study-retracted-after-cleaning-agent-wipes-away-results/ Retraction Watch. اگر این موضوع عمدی است، خواهشمندیم {{پس گرفته شده|https://retractionwatch.com/2025/10/08/cosmic-magnet-study-retracted-after-cleaning-agent-wipes-away-results/ Retraction Watch}} را با{{پس گرفته شده|https://retractionwatch.com/2025/10/08/cosmic-magnet-study-retracted-after-cleaning-agent-wipes-away-results/ Retraction Watch||عمدی=بله}} جایگزین کنید.)
  20. ↑ "Method of tetratenite production and system therefor".
  21. ↑ "RETRACTION: Direct Formation of Hard-Magnetic Tetrataenite in Bulk Alloy Castings". Advanced Science. 12 (4) 2416229. 2025. Bibcode:2025AdvSc..1216229.. doi:10.1002/advs.202416229. PMC 11775545. PMID 39691068.
  22. ↑ Houghton, Owain S.; Loudon, James C.; Twitchett-Harrison, Alison C.; Panagiotopoulos, Nikolaos T.; Lampronti, Giulio I.; Costa, Miguel B.; Harrison, Richard J.; Greer, A. Lindsay (2025). "Reinterpretation of Report of Tetrataenite in Bulk Alloy Castings". Advanced Science. 12 (4) 2408796. Bibcode:2025AdvSc..1208796H. doi:10.1002/advs.202408796. PMC 11775553. PMID 39680740.
  23. 1 2 Dos Santos, E. (6 September 2014). "Kinetics of tetrataenite disordering". Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 375: 234–241. doi:10.1016/j.jmmm.2014.09.051.
  24. ↑ Einsle, Joshua F.; Eggeman, Alexander S.; Martineau, Ben H.; Saghi, Zineb; Collins, Sean M.; Blukis, Roberts; Bagot, Paul A. J.; Midgley, Paul A.; Harrison, Richard J. (4 December 2018). "Nanomagnetic properties of the meteorite cloudy zone". Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (49): E11436–E11445. Bibcode:2018PNAS..11511436E. doi:10.1073/pnas.1809378115. PMC 6298078. PMID 30446616.

پیوند به بیرون

در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ تتراتائنیت موجود است.
This page is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.