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2026 article

The Structural Changes and Thermodynamic Properties of Fe 3 P Under High Pressure and Temperature

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Le résumé fourni par la source

Abstract Iron phosphide (Fe 3 P) has been proposed as a potential host of phosphorus in planetary cores, yet its thermoelastic properties, magnetic behavior, and stability at core‐relevant pressures and temperatures remain incompletely constrained. Here we investigate the compression behavior, magnetic collapse, and high‐temperature stability of Fe 3 P using in situ synchrotron X‐ray diffraction (XRD) in diamond anvil cells (DACs) up to 129 GPa and 2,000 K. At room temperature, Fe 3 P exhibits a pressure‐induced magnetic collapse at ∼12 GPa, accompanied by pronounced but non‐synchronous changes in lattice parameters and Fe‐Fe bond lengths that extend to ∼50 GPa, indicating a gradual structural response to magnetic quenching. At high temperatures, Fe 3 P remains structurally stable up to ∼1500 K between ∼30 and 82 GPa above which it decomposes into FeP and Fe with a positive Clapeyron slope of 0.20(3) GPa/K rather than transforming into a previously proposed high‐pressure polymorph. We derive a thermal equation of state for non‐magnetic Fe 3 P using a Mie‐Grüneisen formalism and evaluate its density and elastic properties under high pressure‐temperature conditions. Comparison with pure iron and Fe 3 S suggests that while phosphorus reduces density and bulk modulus, but its effect on bulk sound velocity is limited. These results provide improved constraints on the role of phosphorus in planetary cores and clarify the pressure‐temperature evolution of Fe 3 P under deep planetary interior conditions.

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Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
The Structural Changes and Thermodynamic Properties of Fe <sub>3</sub> P Under High Pressure and Temperature
Date Crossref
01/08/2026
Éditeur
American Geophysical Union (AGU)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • University of Science and Technology of China pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Jilin University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • State Key Laboratory of High Pressure and Superhard Materials pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

University of Science and Technology of China, Jilin University et State Key Laboratory of High Pressure and Superhard Materials.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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