استحاله دگرشکلی

استحالهٔ دگرشکلی ( به انگلیسی: Allotropic transformation ) یا استحاله آلوتروپیک به تبدیل یکی از گونه های مختلف ساختار بلوری دگرشکل به گونه دیگر توسط یک استحاله درجه اول گفته می شود. استحاله دگرشکلی یک استحاله چندریختی در عناصر شیمیایی است.
استحاله دگرشکلی انواعی دارد که به بررسی آنها می پردازیم:
بیشتر مواد موجود در جهان در سه حالت مختلف از جمله جامد، مایع و گاز وجود دارد. فاز پایدار یک ماده در حالت جامد به خصوصیات مختلف ترمودینامیکی از جمله حجم، فشار و دما بستگی دارد. اگر هر یک از این مقادیر ترمودینامیکی تغییر کند، انرژی آزاد گیبس سیستم نیز تغییر خواهد کرد. گفته می شود اگر این تغییر در انرژی آزاد باعث تغییر در ساختار ماده شود، تحول فاز اتفاق می افتد. چنین تحول فازی تنها در صورتی اتفاق می افتد که ساختار فاز جدید منجر به انرژی آزاد کمتر شود. فازی که دارای حداقل انرژی آزاد تحت مجموعه خاصی از شرایط ترمودینامیکی باشد، فاز تعادل خواهد بود.
تبدیل فاز در مواد را می توان به دو حالت عمده که تبدیل همگن و ناهمگن است، توصیف کرد . تحولات همگن در کل حجم ماده به طور همزمان اتفاق می افتد در حالی که تبدیلات ناهمگن در مناطق مختلف با گذشت زمان اتفاق می افتد. طبقه بندی بیشتر تبدیل فاز را می توان تحت این دو حالت اصلی انجام داد. تحولات ناهمگن شامل یک هسته و روند رشد است. این فرایند هم برای تبدیل مایع به جامد و هم برای برخی تبدیلات جامد به جامد اتفاق می افتد. دگرگونی های ناهمگن جامد به جامد را نیز می توان به دو دسته اصلی تقسیم کرد که شامل رشد فعال شده گرمایی و رشد گرمایی است. تبدیلاتی که از طریق حرارت فعال می شوند را تبدیل های نفوذی می نامند. این تحولات انتشار اکثر تغییرات فازی را که در حالت جامد اتفاق می افتد تشکیل می دهد و تقریباً می توان آنها را به پنج گروه مختلف تقسیم کرد: ( الف ) واکنش های بارشی، ( ب ) تحولات یوتکتوئید، ( ج ) واکنش نظم / بی نظمی، ( د ) عظیم تحولات و ( ه ) تحولات چند شکلی . درک پایداری فاز و تحولات فاز در علم مواد ضروری است زیرا همه خواص هر ماده به ترکیبات فاز آن بستگی دارد. با این حال، این بخش بر روی نیروهای محرک و نمونه هایی از تحولات چند شکلی تمرکز خواهد کرد
بعضی از مواد بیش از یک نوع ساختار بلوری دارند که عمدتاً به دما و گاهی اوقات به فشار یا تغییر شکل شدید بستگی دارد. چنین تحولی در ساختار کریستالی بدون تغییر در ترکیب شیمیایی می تواند رخ دهد زیرا یک آرایش خاص از اتم ها در محدوده های دمایی خاص نسبت به دیگری پایدارتر است . گفته می شود موادی که این پدیده را به نمایش می گذارند ماهیتی چند شکلی دارند. چندشکلی عناصر خالص فلزی، آلوتروپیسم نامیده می شود و بیش از ۲۰ مورد از بیش از ۷۰ فلز شناخته شده، آلوتروپیسم دما دارند . روند مهم در بین این تحولات این است که، در بیشتر موارد، تغییرات از یک ساختار بسته بندی شده نزدیک ( شش ضلعی یا fcc ) در دماهای پایین به یک ساختار بازتر ( bcc ) در دماهای بالا انجام می شود. به عنوتن مثال Zn در دمای پایین آلوتروپ α - Zr است و دارای ساختار بلوری hcp در حالی که دمای بالا آلوتروپ β - Zr است و دارای ساختار کریستال bcc است. تحول در دمای ۸۶۳ درجه سانتیگراد اتفاق می افتد و از روند معمول تبدیل از یک ساختار بسته بندی شده نزدیک در دمای پایین به یک ساختار بازتر در دمای بالا پیروی می کند. با این وجود Fe از این قاعده مستثنی است و بنابراین در ادامه با جزئیات بیشتری شرح داده خواهد شد.