An effect of contact melting in the Sikhote-Alin iron meteorite after isentropic spherical shock waves loading

Abstract

Представлены результаты изучения методами растровой электронной и оптической микроскопии особенностей структурных изменений образцов метеорита Сихотэ-Алинь, претерпевших сферическое взрывное нагружение. Подробно проанализированы участки метеорита Сихотэ-Алинь со структурой, связанной с проявлением контактного плавления на межфазной границе камасит (α-Fe(Ni,Co), Ni<7,5 %)-рабдит ((Fe,Ni) 3 P). Предполагается, что такие участки образовались при локальном повышении температуры на фазе сжатия. Ограненные фосфиды при этом либо полностью переплавляются, либо частично, с образованием каймы вокруг непревращенного фосфида. Целью работы было определение фазового и химического состава области контактного плавления (каймы). С помощью микрорентгеноспектрального анализа получено пространственное распределение элементов и определен химический состав области контактного плавления. Установлено, что в области контактного плавления наблюдается пониженное содержание фосфора и никеля в сравнении с неизмененной частью фосфида. Состав этой области соответствует составу тройной эвтектики и температура в областях контактного плавления превышала 950 ⁰С. Анализ фазовых и ориентационных карт, полученных методом EBSD, показал, что кайма имеет поликристаллическую структуру, образованную фазой с ОЦК решеткой, т. е. в области контактного плавления образуется пересыщенный твердый раствор фосфора в α-Fe(Ni,Co).

Analysis of structural changes and phase transformations in Sikhote–Alin IIAB iron meteorite under various origin shock deformation

“…4d), evidence of reaching γ-region of Fe-Ni diagram, contact melting at the kamacite-rhabdite boundary, regions of complete remelting of phosphides and traces of α → ε → α transformations were observed [19]. Results of contact melting phenomenon research are discussed in [17] in details. All this indicates that during the experimental loading, in some zones the pressure was significantly higher than 13 GPa [16,17,20,21], and temperature at the interphase boundaries reached 900°C.…”

“…Results of contact melting phenomenon research are discussed in [17] in details. All this indicates that during the experimental loading, in some zones the pressure was significantly higher than 13 GPa [16,17,20,21], and temperature at the interphase boundaries reached 900°C. Such situation with change of ε-phase has been observed in [22] in case of explosive loading of hollow cylinders from steel 12Х18Н10Т with 4,5 GPa and 20 GPa pressure.…”

“…For the study were selected are fragments of the Sikhote-Alin meteorite with different shock prehistory: relatively unshocked individual fragments, samples from the impact crater and samples subjected to action of converging shock waves. Explosive experiments with the preservation of compressed samples of the Sikhote-Alin meteorite were carried out at RFNC -VNIITF (Snezhinsk) [8,16,17]. After shock-wave loading, the samples were cut in half for structural analysis.…”

“…In addition, it was established that the adiabatic heating under shock loading did not exceed 350 -400°C. In particular, the features of the formation of a contact-melting structure on the interface between on kamacite α (Fe (Ni,Co)) and rhabdite (Fe,Ni) 3 P) of Sikhote-Alin iron meteorite due to a local increase in temperature and pressure under spherical loading converging shock waves are studied in detail in [17].…”