Simulación atomística de propiedades mecánicas de nanomembranas de paladio con hidrógeno

M. RUDA; S. RAMOS; E. CRESPO; E. BRINGA; M.L. ALÍ; F. BRASCHI

Concepciión de Chile

Congreso; 15° Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales -S SAM/CONAMET 2015; 2015

Universidad de Concepción de Chile - Departamento de Ingeniería de Materiales

Las membranas de Pd se usan tanto para ladetección como para la separación de hidrógeno. Existe en este momento un amplio campo de investigación sobre lasposibles mejoras que puedan derivar  deconseguir membranas con espesores y granos a escala nanométrica.  En este trabajo simulamos por dinámicamolecular (DM) las propiedades mecánicas de nanomembranas de paladio condistintas concentraciones de hidrógeno. Las muestras policristalinas fuerongeneradas por teselación de Voronoi, con los granos de diámetro promedio de 7nmorientados al azar. Las nanomembranas tienen un espesor de 7 nm. El proceso deabsorción de hidrógeno se modeló a escala atomística por simulación de MonteCarlo en el ensemble TPμN. Estas membranas policristalinas,con y sin hidrógeno, fueron sujetas a ensayos de tracción y compresión, uniaxialy biaxial, realizados por la técnica de dinámica molecular. Se utilizaronpotenciales de átomo embebido (EAM) para modelar la interacción entre los átomos.Analizamos las curvas tensión/deformación para todos estos casos; nuestrosresultados indican que la presencia de hidrógeno disminuye el modulo elástico yla tensión de fluencia del Pd. Entre los mecanismos de deformación se observala emisión de dislocaciones desde los bordes de grano. A bajas concentracionesde hidrógeno (fase alfa), los H se segregan hacia los bordes de grano y losnúcleos de las dislocaciones. A altas concentraciones de H (fase beta) seobserva la formación de islas de hidruros dentro de los granos de la matriz dePd.