Hidruración de nanofilms de Pd mono y policristalinos

E. CRESPO; F. BRASCHI; E. BRINGA; S. RAMOS DE DEBIAGGI; M. RUDA

Villa Carlos Paz, Córdoba

Congreso; 97ª Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2012

Asociación Física Argentina

Analizamos y comparamos el comportamiento frente a la hidruración de nanofilms de Pd mono y policristalino a temperatura ambiente (300 K). Para ello se llevaron a cabo simulaciones por dinámica molecular (DM) con el programa LAMMPS [1] y con el método de Montecarlo (MC) en un ensamble gran canónico.  La interacción entre los átomos de Pd y de hidrógeno se modeló con los potenciales de átomo embebido (EAM) desarrollados por Zhou et al. [2]. Los nanofilms monocristalinos tenían orientación (100) y (111) con espesores entre 1.6 nm a 3.5 nm. El nanofilm policristalino es de 2.3 nm espesor con granos de diámetro medio d=5 nm, orientados al azar, que se relajaron para su estabilización. Antes de simular la carga por hidrógeno se calcularon las tensiones por átomo en ambos films. En el film de Pd monocristalino resulta predominante el efecto de la tensión superficial, siendo los átomos de Pd superficiales los más tensionados mientras que la capa subsuperficial tiene un mínimo de tensiones por átomo. En el film de Pd policristalino las tensiones están distribuidas más uniformemente debido a las distorsiones provocadas por los bordes de grano. Con la hidruración de las dos muestras se notan comportamientos diferentes reflejados en las respectivas isotermas presión-composición para la absorción. En el caso del monocristal se observan dos platós definidos, correspondiente el primero a la formación de una capa subsuperficial de hidruro puesto que el hidrógeno se estabiliza en esa zona de menor tensión por átomo. El segundo plató corresponde a la hidruración volumétrica. En el caso del policristal la hidruración es predominantemente volumétrica, con un solo plató con pendiente positiva desplazado a presiones mayores respecto de la isoterma en el film monocristalino. Referencias [1] LAMMPS: Plimpton SJ, J Comp Phys, 117, 1-19 (1995). [2] Zhou XW, Zimmerman JA, Wong BM, Hoyt JJ, J Mater Res 23, 704-18 (2008).