The calculations of the heat of crystallization and bulk modulus of glassy iron

Abstract

Using the pair potentials of iron, the bulk modulus and heat of crystallization of amorphous iron are estimated to be 15.1 × 1011 dyn/cm2 and 2.76 kcal/mol, respectively. There is considerable interest on the amorphous metals and alloys, because they exhibit different physical and mechanical properties compared with ordinary inorganic glasses. Many experiments have been performed in investigating these properties. The theoretical understanding is, however, far from complete. No definite picture for the glass transition is obtained. Because it can be described as the second-order phase transition at the so-called fictive temperature, the glass transition is apparently one of the relaxation phenomena. Much work will be needed from this reason on the basic properties of non-crystalline materials. Here an estimation is given of the heat of crystallization and bulk modulus of glassy iron using its realistic structural model and appropriate potentials. Die Elastizitätsmodule und die Kristallisationswärme von amorphem Eisen werden zu 15,1 × 1011 dyn/cm2 bzw. 2,76 kcal/Mol bestimmt, wobei das Paarpotential für Eisen benutzt wird. Es besteht ein beträchtliches Interesse an den amorphen Metallen und Legierungen, weil sie unterschiedliche physikalische und mechanische Eigenschaften im Vergleich mit den normalen anorganischen Gläsern zeigen. Eine Vielzahl von Experimenten zur Untersuchung dieser Eigenschaften wurde bereits durchgeführt. Das theoretische Verständnis ist jedoch weit davon entfernt, vollständig zu sein. Es besteht kein einheitliches Bild für den Glasübergang. Da er durch einen Phasenübergang zweiter Ordnung bei der sogenannten fiktiven Temperatur beschrieben werden kann, ist der Glasübergang offensichtlich eines der Relaxationsphänomene. Aus diesem Grunde wird die Kristallisationswärme und der Elastizitätsmodul von glasartigem Eisen mittels realistischer Strukturmodelle und geeigneter Potentiale berechnet.