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

D. BERTOLDI; S.B. RAMOS; A. FERNÁNDEZ GUILLERMET

San Carlos de Bariloche

Congreso; 107° Reunión Asociación Física Argentina; 2022

Asociación Física Argentina

El estudio de las fases intermetálicas de los sistemas Ni-X (X=In,Sn) tiene interés para el desarrollo de aleaciones para soldaduras libres de plomo. El sistema In-Sn es interesante, ya que presenta aleaciones con bajas temperaturas de fusión, las cuales al reaccionar con el sustrato de Ni, forman fases intermetálicas de alto punto de fusión. No obstante, para definir las propiedades de la unión y tener un mayor entendimiento de los fenómenos que tienen lugar, es importante contar con una amplia base de datos termofísicos que permita caracterizar las distintas fases intermetálicas. Esta base de datos se viene desarrollando por los presentes autores desde hace varios años, primero a través de cálculos ab initio mediante el código VASP (Vienna Ab Initio Simulation Package) de propiedades mecánicas, elásticas y cohesivas a 0K, y, más recientemente, por extensión del análisis a propiedades de altas temperaturas, en el marco de la aproximación cuasi-armónica (QHA). En el presente trabajo, ampliamos el estudio de las propiedades termodinámicas de las fases intermetálicas en dos sentidos: por un lado, incorporando en los cálculos QHA la contribución electrónica a la energías de Helmholtz (F) y por otro, abordando nuevas cantidades de interés como el coeficiente isobárico de expansión térmica y el efecto de la presión sobre F. Los resultados de las simulaciones ab initio se comparan con datos experimentales, para el caso de los elementos puros, y valores estimados mediante reglas empíricos, como la de Neumann-Kopp, para los compuestos. También se contrastan los resultados obtenidos ab initio con simulaciones mediante Dinámica Molecular y se discute críticamente el efecto de las contribuciones anarmónicas.