Ausencia de resistencia a la radiación en simulaciones de daño primario en una aleación de alta entropía

ORLANDO DELUIGI; ROBERTO PASIANOT; BRINGA, EDUARDO M.

Bariloche

Congreso; AFA; 2020

Instituto Balseiro

Aleacionesde alta entropía (High Entropy Alloys, HEA) han atraído considerable atencióncomo materiales posiblemente resistentes al daño por radiación, y esto seatribuye a una conductividad térmica reducida junto a las propiedades peculiaresde la movilidad de defectos. Para explorar el origen de este comportamiento,estudiamos los estadios tempranos de la irradiación en un HEA utilizandosimulaciones de dinámica molecular (molecular dynamics, MD), para simular un átomode la matriz que recibe energía de un neutrón (primary knock-on atom, PKA). El átomorecibe 20 keV o 40 keV, generando una cascada de colisiones en una matriz deuna HEA equiatómica, FeNiCrCoCu, con estructura cúbica centrada en las caras(face centered cubic, fcc). Se incluyen perdidas de energía por frenamientoelectrónico, asumiendo un frenamiento lineal con la velocidad de cada átomo. Comparamosnuestros resultados de producción de defectos con modelos analíticos queincluyen recuperación temprana del daño durante la cascada de colisiones. En estudiosanteriores se ha comparado la aleación con Ni puro, para concluir que el dañopor radiación es menor en la aleación. Sin embargo, estos materiales tienenpropiedades muy distintas. Para llevar a cabo una comparación apropiada, simulamosun material artificial ?átomo promedio? (Average Atom, AA) con prácticamentelas mismas propiedades del HEA, y encontramos que el daño primario por radiación,contabilizado como pares de Frenkel y clusters de defectos producidos, es prácticamenteel mismo en la HEA y en el AA. Esto indica que el origen de la resistencia a laradiación observada en experimentos de HEA es posiblemente debida a efectosposteriores, a escalas largas de tiempo.