Correlaciones de parámetros de la ecuación de estado de elementos e intermetálicos: predicciones de un modelo cuasiarmónico versus experimentos y resultados ab initio

DALÍA S. BERTOLDI; SUSANA RAMOS DE DEBIAGGI; VANESA LEMUS; ARMANDO FERNÁNDEZ GUILLERMET

San Rafael, Mendoza

Congreso; Taller Regional de Física Estadística y Aplicaciones a la Materia Condensada; 2015

Se presenta un modelo de Einstein cuasiarmónico, con una dependencia explícita de la temperatura característica $ heta_E$ con el volumen (V). Como V es variable, se obtienen propiedades termodinámicas que el modelo de Einstein estándar de los libros de texto no incluye, en particular, la formulación de una ecuación de estado (EOS). El modelo consta de dos parámetros: $u_0$, relacionado con la energía cohesiva y $gamma_E$ , que describe la dependencia volumétrica de $ heta_E$. La energía $u_0$ se describe en función de la distancia mediante una función F(z) que involucra el radio de Wigner-Seitz y una longitud característica que depende del material; tal como sugirieron tiempo atrás Rose et. al. [1,2]. Usando este sólido de Einstein cuasiarmónico, y con suposiciones generales sobre F(z) y sus derivadas, se deducen correlaciones que involucran la energía cohesiva (Ecoh) y los parámetros de la EOS; en particular, el módulo de compresión (B), el coeficiente de expansión isobárico (a) y el coeficiente de presión del módulo de compresión (Bo´). Estos resultados teóricos se comparan críticamente con datos experimentales de la literatura sobre metales y con cálculos ab initio de elementos y compuestos intermetálicos. Específicamente, utilizando el método PAW ("projector augmented-wave method") [3] implementado en el código VASP ("Vienna Ab initio Simulation Package") [4], se obtienen las relaciones energía versus volumen, Ecoh y los demás parámetros de la EOS para varios elementos e intermetálicos binarios. Se encontró un acuerdo significativo entre las predicciones del modelo cuasiarmómico, los datos experimentales y la información ab initio; lo cual sugiere que el tratamiento adoptado incorpora los ingredientes clave de la física del problema.