Predicción de las propiedades mecánicas y termoacústicas de HfO2, ZrO2 y TiO2 en la fase de ultra alta dureza Cotunita

M.A. CARAVACA; V.J.PEREZ; J.C. MIÑO; R.A. CASALI; C.A. PONCE

Merida-Venezuela

Congreso; Reunión anual de la sociedad venezolana de Física; 2008

En este trabajo combinamos la teoría de la elasticidad con simulaciones mecánico-cuánticas para hallar laspropiedades elásticas correspondientes a la fase de alta presión cotunita de los óxidos del grupo IV B: Titania,Circona y Hafnia. Mediante el código auto-consistente SIESTA, que utiliza pseudopotenciales, teoría de la funcionalde la densidad (LDA) y una base local, se calculan las seis componentes del tensor de tensiones, aplicando deformacionesuni, biaxiales y de corte. De la relación tensorial Tensión-Deformación se calcularon las componentes deltensor de constantes elásticas Cij . A partir de ellas, en la aproximación policristalina, se determinaron los módulosde bulk, Young, corte y el coeficiente de Poisson. Propiedades termo-acústicas representadas por las velocidades depropagación de ondas sonoras transversales, longitudinales y temperatura de Debye fueron también calculadas. Hemoshallado que en el Hafnia y Circona, las constantes elásticas C11, C22 y C33 se incrementan notablemente respecto a losvalores experimentales de la fase monoclínica P21/c, al igual de lo que sucede con Titania si es comparada con su fasenormal (rutile), mientras que las constantes elásticas C44, C55 y C66 presentan valores más cercanos a los halladosen sus correspondientes fases normales. En el caso del TiO2, debido a que constituyen en esta fase el óxido más duroconocido después del diamante, también se hicieron cálculos con la aproximación GGA.