Анализ структурных изменений и фазовых превращений в железном метеорите Сихотэ-Алинь (IIAB) под действием ударной деформации различной природы

Р.Ф. Муфтахетдинова, В.И. Гроховский, Г.А. Яковлев

Аннотация на русском языке

Металлографическими методами исследовался вязкий характер деформации в областях сильного локализованного течения, включающие пластины роалдита (FeNi)4N  альфа-(Fi,Ni) вещества метеорита Сихотэ-Алинь.Проведен сравнительный анализ структурных изменений и фазовых превращений в веществе метеорита Сихотэ-Алинь c разной ударной предысторией: осколочных фрагментах из ударного кратера, претерпевших деформационное воздействие во время удара о Землю, условно неударенных индивидуальных фрагментах и образцах после модельных экспериментов по нагружению сферически сходящимися ударными волнами. Исследуемый метеорит относится к классу грубоструктурных октаэдритов (IIAB), представляющих собой сплав Fe-Ni-Co c примесями P, S, N. Методами оптической и растровой электронной микроскопии с возможностью локального рентгеноспектрального анализа (EDS) и дифракции обратно-отраженных электронов (EBSD) изучены температурные и деформационные изменения в веществе внеземного происхождения при воздействии космических и земных условий, а также модельного ударно-волнового нагружения. Установлено образование специфических структурных элементов деформации в осколочных фрагментах вещества метеорита из ударного кратера: изогнутых линии Неймана, волокнистой структуры и областей локализованного течения материала в матричной альфа-фазе камасите Fi(Ni,Co) и следы хрупкого локализованного разрушения стержневидных фосфидов (Fe,Ni)3P. Анализ поведения вещества внеземного происхождения при модельном взрывном нагружении позволил сопоставить микроструктурные изменения, происходящие в веществе метеорита и факторы, сопровождающие ударно-волновое воздействие. В областях сильной локализованной деформации в матричной альфа-фазе Fi(Ni,Co) наблюдали участки локализованного течения и следы вязкого разрушения тонких пластин роалдита (FeNi)4N. В приповерхностных зонах образцов, вследствие локализации деформации и локального повышения давления до 20 ГПа и более, обнаружена интенсивная генерация новых двойников. В заключении работы предложена систематизация структурных и фазовых изменений в неоднородном веществе железного метеорита Сихотэ-Алинь в зависимости от интенсивности ударно-волнового воздействия космических и земных условий, а также модельного взрывного нагружения.

Ссылки (22)

1.
D. Stöffler. Fortsch. Mineral. 49, 50 – 113 (1972).
2.
D. Stöffler, A. Bischoff, V. Buchwald, and A. E. Rubin. Shock effects in meteorites. In: Meteorites and the Early Solar System (Eds. J. F. Kerridge and M. S. Matthews,), Univ. of Arizona, Tucson (1988). P. 165 – 202.
3.
D. Stöffler, K. Keil, and E. R. D. Scott. Geochim. Cosmochim. Acta. 55, 3845 – 3867 (1991).
4.
Shock Waves and High-Strain-Rate Phenomena in Metals (Eds. by M. A. Meyers, L. E. Murr). Plenum Press, USA (1981). 512 p.
5.
E. A. Kozlov, B. V. Litvinov, E. V. Abakshin, A. V. Dobromyslov, N. I. Talutz, N. V. Kazantseva, G. G. Taluts. The Physics of Metals and Metallography. 79 (6), 113 – 127 (1995) (in Russian) [Е. А. Козлов, Б. В. Литвинов, Е. В. Абакшин, А. В. Добромыслов, Н. И. Талуц, Н. В. Казанцева, Г. Г. Талуц. Физика Металлов и Металловедение. 79 (6), 113 – 127 (1995)].
6.
C. M. Fowler, F. S. Minshall, T. G. Zukas. In: Response of Metals to High Velocity Deformation. Interscience Publishers Inc., USA (1960). P. 275 – 308.
7.
V. I. Zeldovich, I. V. Khomskaya, A. A. Deribas, A. N. Kiselev. Phys. Metals and Metallogr. 60 (1), 101 – 108 (1985) (in Russian) [В. И. Зельдович, И. В. Хомская, А. А. Дерибас, А. Н. Киселев. ФММ. 60 (1), 101 – 108 (1985)].
8.
E. A. Kozlov, V. A. Teplov, M. S. Kuzina, V. I. Grokhovsky. Abst. XXXII Lunar and Planetary Science Conf. (LPSC-2001). Houston, USA. (2001) p. 1057.
9.
V. I. Grokhovsky, E. A. Kozlov, L. E. Kar’kina, V. A. Teplov. Phys. Metals and Metallogr. 91 (3), 72 – 80 (2001). (in Rusian) [В. И. Гроховский, Е. А. Козлов, Л. Е. Карькина, В. А. Теплов. ФMM. 91 (3), 72 – 80 (2001).]
10.
V. I. Zel’dovich, I. V. Khomskaya, N. Yu. Frolova, A. E. Kheifets, V. M. Gundyrev, B. V. Litvinov. AIP Conference Proceedings, 849, 62 – 67 (2006).
11.
I. V. Khomskaya. Perspektivnye materialy. 12, 551 – 558 (2011) (in Rusian) [И. В. Хомская. Перспективные материалы. 12, 551 – 558 (2011)].
12.
V. F. Buchwald. Handbook of Iron Meteorites. Their History, Distribution, Composition and Structure. Unif. California Press, USA (1975) 1418 p.
13.
H. G. Bowden, P. M. Kelly. Acta Metallurgica. 15 (9), 1489 – 1500 (1967).
14.
P. M. Giles, M. N. Longebach, A. R. Marder. Journal of Applied Physics. 42 (11), 4290 – 4295 (1971).
15.
T. G. Sharp, P. S. de Carli. In: Meteorites and the Early Solar System II (Eds. D. S. Lauretta and H. Y. McSween Jr.). University of Arizona Press, Tucson, USA (2006). P.653 – 677.
16.
R. F. Muftakhetdinova, V. I. Grokhovsky, E. A. Kozlov, I. V. Khomskaya, & G. A. Yakovlev. Technical Physics. 61 (12), 1830 – 1834 (2016). (in Russian) [Р. Ф. Муфтахетдинова, В. И. Гроховский, Е. А. Козлов, И. В. Хомская, Г. А. Яковлев. ЖТФ, 86 (12), 73 – 77 (2016), DOI:10.1134 / S1063784216120239.
17.
R. F. Muftakhetdinova, V. I. Grokhovsky, G. A. Yakovlev, E. A. Kozlov, A. A. Degterev. Letters on Materials. 5 (1), 110 – 114 (2015). (in Russian) [Р. Ф. Муфтахетдинова, В. И. Гроховский, Г. А. Яковлев, E. A. Козлов, A. A. Дегтярев. Письма о материалах. 5 (1), 110 – 114 (2015).].
18.
R. I. Mintz, T. M. Petukhova, V..P Shaldybin. Metallurgy and heat treatment of metals. 3, 7 – 9 (1978) (in Russian) [Р. И. Минц, Т. М. Петухова, В. П. Шалдыбин. Металловедение и термическая обработка металлов. 3, 7 – 9 (1978)].
19.
S. J. Wang, M. L. Sui, Y. T. Chen et al. Sci. Report, 3 (2013).
20.
R. F. Gizzatullina, V. I. Grokhovsky, G. A. Yakovlev. Meteoritics & Planetary Science. 49, A137 (2014).
21.
R. F. Muftakhetdinova, V. I. Grokhovsky. Meteoritics & Planetary Science. 52, 6005 (2017).
22.
L. N. Okley, I. V. Chkhartishvilli. Structure of metals under high pressure. Moscow, Metallurgy (1990) 144 p. (in Russian) [Оклей Л. Н., Чхартишвилли И. В. Структура металлов при воздействии высоких давлений. — М.: Металлургия (1989) 116c].