Interacción C-C en la región cercana a una vacancia en Fe bcc: estudio DFT

S. SIMONETTI, L. MORO, E. PRONSATO, G. BRIZUELA, A. JUAN

San Luis, Argentina

Congreso; 91 Reunión de la Asociación Física Argentina; 2006

Universidad Nacional de San Luis

Varios fenómenos como las reacciones gas-sólido, corrosión, catálisis, difusión superficial, recristalización, adhesión, fricción, etc. son influenciadas por la composición de la superficie y por la presencia indeseable de impurezas adsorbidas sobre la superficie. Los átomos de carbono forman parte de las impurezas más frecuentes de la matriz del hierro. Por encima de su límite de solubilidad, son responsables de la formación de carburos que mejoran las propiedades mecánicas de los aceros. Por debajo de su límite de solubilidad, la presencia de pequeñas cantidades de esta impureza en posiciones intersticiales de la red puede causar influencias drásticas en las propiedades de los aceros así como establecer fuertes interacciones con los defectos presentes en la matriz. La estructura electrónica de dos átomos de carbono en la región cercana a una vacancia en Fe bcc fue analizada utilizando cálculos DFT. Para simular el sistema se utilizó una celda constituida por 101 átomos de Fe. Los átomos de carbonos fueron localizados en su posición de mínima energía. La posición más estable para los átomos de carbono en la región de la vacancia se encuentra en la dirección <110>, cercana a los sitios octaédricos primeros vecinos y a 0.964 Å de centro de la vacancia. Se observaron cambios en la estructura electrónica de los átomos de Fe cercanos a la vacancia cuando los átomos de carbono se encuentran presentes. Se produce un debilitamiento del 78% en el enlace Fe-Fe como consecuencia de la formación del enlace C-Fe. La interacción C-Fe ocurre principalmente a través del orbital 4s de Fe, con menor participación de los orbitales 4p del Fe. Pudo observarse una transferencia de carga a los átomos de carbono desde los átomos de Fe primeros vecinos. Para la distancia C-C de 1.462 Å existe un enlace entre los átomos de carbono. Pudo observarse que la interacción C-C es más fuerte que la interacción C-Fe.