VACANCY FORMATION ENERGIES IN CONCENTRATED SOLID SOLUTIONS

J. R. FERNÁNDEZ; PASIANOT, ROBERTO C.; V .P. RAMUNNI; M. I. PASCUET

Buenos Aires

Congreso; SAM/CONAMET 2024 Buenos Aires; 2024

CNEA / UNSAM / CONICET

Se presenta un método para evaluar la energía de formación devacancias vs. temperatura para aleaciones desordenadas. Nuestroobjetivo es describir la energía del defecto para condicionestípicas encontradas en simulaciones atomísticas de materiales, esdecir, cajas con miles de átomos interactuando con potencialesinteratómicos clásicos. La principal motivación es derivar unaaproximación económica basada en la estática molecular acoplada ala mecánica estadística, para lograr lo mismo que en aproximacionessimilares comúnmente aplicadas a materiales puros. En este sentido,para una aleación desordenada destacan un par de complejidades: i)la vacancia no es un defecto único sino que posee una distribuciónde energías de formación dependiendo de su entorno químico local,ii) es físicamente inconsistente asociar el sitio vacío con laespecie del átomo ausente. Desafortunadamente, cualquier cálculoestático debe comparar cajas con y sin el defecto, que poseen elmismo número de átomos de cada especie (así se define la energíadel defecto), por lo que necesariamente tiene ese problema ii). Hastadonde sabemos, esta observación nunca se ha analizado en detalle y,además, es fuente de cierta confusión.  El método desarrollado manejaambas complejidades de manera consistente. A modo de prueba,consideramos: i) una aleación AB cúbica simple ideal con parámetrosde interacción de primeros vecinos, ii) una aleación bcc U-10wt%Mo,iii) una aleación fcc equimolar FeNi. Se aplica a los tres sistemasel método de Metropolis Monte Carlo (MMC) para los intercambios deespecies, en cajas rígidas (para ahorrar tiempo de cálculo), con ysin la vacancia. En general, la comparación de la energía deformación de la vacancia resultó muy razonable en los distintosrangos de temperatura probados, excepto cerca de las transformacionesde orden/desorden, donde MMC predice una fuerte disminución (mayorque en nuestro método) que, hasta donde sabemos, se reporta porprimera vez.p { margin-bottom: 0cm; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: justify; orphans: 2; widows: 2; background: transparent }p.western { font-size: 12pt; so-language: en-US }p.cjk { font-size: 12pt; so-language: es-ES }a:link { color: #0563c1; text-decoration: underline }a:visited { color: #800080; text-decoration: underline }