ПЕРВОПРИНЦИПНЫЕ РАСЧЕТЫ УРАВНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ КАРБИДОВ ЖЕЛЕЗА ПРИ ДАВЛЕНИЯХ ЯДРА ЗЕМЛИ | Научно-инновационный портал СФУ

ПЕРВОПРИНЦИПНЫЕ РАСЧЕТЫ УРАВНЕНИЙ СОСТОЯНИЯ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СТАБИЛЬНОСТИ КАРБИДОВ ЖЕЛЕЗА ПРИ ДАВЛЕНИЯХ ЯДРА ЗЕМЛИ

Перевод названия: FIRST-PRINCIPLES CALCULATIONS OF THE STATE EQUATIONS AND RELATIVE STABILITY OF IRON CARBIDES AT THE EARTH’S CORE PRESSURES

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2015

Ключевые слова: модуль сжатия, Bulk modulus, iron carbide, Earth's core, first-principles (or quantum-chemical) calculations, density, magnetic moment, карбид железа, ядро Земли, первопринципные расчеты (или квантово-химический), плотность, магнитный момент

Аннотация: Недавние экспериментальные исследования показали предпочтительную устойчивость Fe 3C при параметрах ядра Земли по отношению к Fe 7C 3. Теоретический расчет при 0 К, в свою очередь, показывает возможную стабильность карбида Fe 2C при давлениях ядра Земли. В связи с этим было проведено теоретическое моделирование карбидов железа при давлениях до 500 ГПа. Установлены давления магнитных переходов и энергетически устойчивые фазы при 0 К. Для карбидов Fe 7C 3 и Fe 3C параметры магнитных переходов согласуются с предыдущими данными. Фазовый переход в карбиде Fe 2C от пространственной группы Pnnm к Pnma определен при давлении 28 ГПа. Выше давления 100 ГПа у Fe 2C будет наблюдаться исчезновение магнитного момента. При допущении, что углерод является единственным легким элементом в системе, данные первопринципных расчетов показывают содержание углерода 2.7-2.9 и 2.0-2.2 мас. % при 5000 и 7000 К соответственно на границе внутреннего ядра. Recent experimental studies have demonstrated that Fe 3C is more stable than Fe 7C 3 under PT -conditions of the Earth’s core. Theoretical calculations at 0 K, in turn, show the possible stability of Fe 2C at the core pressures. Therefore, a theoretical modeling of iron carbides at ?500 GPa is carried out. Energetically stable phases and the pressures of magnetic transitions at 0 K are determined. The parameters of magnetic transitions for Fe 7C 3 and Fe 3C are consistent with those determined in the previous papers. The phase transition from Pnnm to Pnma in Fe 2C at 28 GPa is estimated. At 100 GPa, Fe 2C loses its magnetic moment. Assuming carbon to be the only light element in the system, the first-principles calculations yield 2.7-2.9 and 2.0-2.2 wt.% C at the boundary of the inner core at 5000 and 7000 K, respectively.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Геология и геофизика

Выпуск журнала: Т. 56, 1-2

Номера страниц: 214-223

ISSN журнала: 00167886

Место издания: Новосибирск

Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Издательство Сибирского отделения Российской академии наук

Авторы

  • Литасов Константин Дмитриевич (Новосибирский государственный университет)
  • Попов Захар Иванович (Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН)
  • Гаврюшкин Павел Николаевич (Новосибирский государственный университет)
  • Овчинников Сергей Геннадьевич (Сибирский федеральный университет)
  • Федоров Александр Сергеевич (Сибирский федеральный университет)

Вхождение в базы данных

Информация о публикациях загружается с сайта службы поддержки публикационной активности СФУ. Сообщите, если заметили неточности.

Вы можете отметить интересные фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.