Estudio computacional de las propiedades termodinámicas de los compuestos Ni-X (X=In,Sn)

BERTOLDI, DALÍA S.; RAMOS, SUSANA B.; FERNÁNDEZ GUILLERMET, A.

Congreso; Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

El estudio de las fases intermetálicas de los sistemas Ni-X(X=In,Sn) tiene interés para el desarrollo de aleaciones para soldaduras libresde plomo. El sistema In-Sn es interesante, ya que presenta aleaciones con bajastemperaturas de fusión, las cuales al reaccionar con el sustrato de Ni, formanfases intermetálicas (FIs) de alto punto de fusión. Para definir laspropiedades de la unión y tener un mayor entendimiento de los fenómenos quetienen lugar, es importante contar con una amplia base de datos termofísicosque permita caracterizar las distintas FIs. Esta base de datos se vienedesarrollando por los presentes autores desde hace varios años, primero através de cálculos ab initio mediante el código VASP de propiedades mecánicas,elásticas y cohesivas a 0K [1],  y, másrecientemente, por extensión del análisis a propiedades de altas temperaturas,en el marco de la aproximación cuasi-armónica (QHA) [2]. En este trabajo,ampliamos el estudio de las propiedades termodinámicas de las FIs en dossentidos: por un lado, incorporando en los cálculos QHA la contribuciónelectrónica a la energías de Helmholtz (F) y por otro, abordando nuevascantidades de interés como el calor específico a presión constante (Cp (T)),el coeficiente isobárico de expansión térmica (aP(T))y el efecto de la presión sobre F. Los resultados obtenidos se comparan condatos experimentales, para el caso de los elementos puros, y valores estimadosmediante reglas empíricos,como la de Neumann-Kopp, para los compuestos. También se discute el efecto delas contribuciones anarmónicas en el cálculo de aP(T), contrastando los resultadosobtenidos en la QHA con los de simulaciones de Dinámica Molecular (DM) ab initio.