INVESTIGADORES
RAMOS susana Beatriz
congresos y reuniones científicas
Título:
Correlaciones ab initio entre estructura electrónica, propiedades cohesivas y enlace químico para fases intermetálicas de los sistemas Cu-In-Sn y Ni-In-Sn
Autor/es:
S.B. RAMOS; N. V. GONZÁLEZ LEMUS; G. F. CABEZA; A. FERNÁNDEZ GUILLERMET
Lugar:
Tandil
Reunión:
Congreso; 99° Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2014
Institución organizadora:
Universidad Nacional del Centro
Resumen:
Uno de los desafíos actuales de la ciencia de materiales es el diseño de nuevas aleaciones para soldaduras que satisfagan las regulaciones medioambientales que restringen el uso del plomo.  En general, el diseño de nuevos materiales requiere contar con una base de datos que haga posible la identificación de candidatos que cumplan con las especificaciones tecnológicas. El desarrollo de tal base de datos constituye, en sí mismo, un desafío para el trabajo experimental y para los métodos predictivos de propiedades fisicoquímicas y tecnológicas, y también para la teoría de materiales. En efecto, el trabajo de diseño requiere contar no sólo con datos sobre propiedades en condiciones específicas, sino también de correlaciones confiables, que puedan ser comprendidas también en términos microscópicos. El tema general de esta contribución es el desarrollo de un esquema de este tipo para las fases intermetálicas (FIs) de dos sistemas considerados candidatos para sustituir las aleaciones con Pb, viz., el sistema Cu-In-Sn y Ni-In-Sn. En una serie de trabajos recientes los presentes autores presentaron estudios teóricos exhaustivos de las FIs que son estables o metaestables en los subsistemas binarios Cu-In y Cu-Sn del ternario Cu-In-Sn y en los  subsistemas Ni-In  y Ni-Sn del ternario Ni-In-Sn. Utilizando métodos de cálculo ab initio se obtuvo información sobre parámetros de celda, volumen por átomo, módulo de compresión y su derivada respecto a la presión. También se obtuvo información sobre la densidad de estados electrónicos (DOS) [1-3]. El presente trabajo se propone profundizar en el establecimiento de correlaciones entre propiedades estructurales, cohesivas y estructura electrónica. A tal fin se evalúa la energía cohesiva (Ecoh) de las FIs y se establecen, en primer lugar, tendencias en la variación de Ecoh y el módulo de compresión (Bo) con la composición y el volumen por átomo. En segundo lugar, se calculan y analizan las DOS en términos de las contribuciones electrónicas claves para los intermetálicos formados por metales como el In y el Sn y el Cu o el Ni. En tercer lugar, se establecen correlaciones entre Ecoh y Bo, por una parte, y las tendencias en el enlace químico que dicha estructura electrónica sugiere. A tal fin se adopta como marco interpretativo la teoría del enlace para intermetálicos s-p/d formulada por Gelatt et al. [4]. Según estos autores, las tendencias en la cohesión de dichas FIs reflejan la competencia entre dos factores: i) el debilitamiento de los enlaces entre los átomos del metal de transición por la dilatación requerida para acomodar los átomos metálicos del otro elemento; y, ii) el incremento de la cohesión que resulta de la formación y ocupación de estados híbridos por la interacción entre los estados d de los átomos del metal de transición y los estados s- y p- de los otros átomos metálicos.  A estos dos factores se agrega, en ciertos casos, la variación en la coordinación atómica asociada a cambios en la composición química de las FIs. El presente trabajo involucra, en síntesis, una revisión sistemática de los datos previamente obtenidos para los sistemas Cu-In-Sn y Ni-In-Sn y la incorporación de valores nuevos de Ecoh. Finalmente, sobre la base de las correlaciones entre las propiedades cohesivas y electrónicas que se obtienen y discuten en el mismo se elabora una imagen microscópica de las tendencias en enlace químico para las FIs en estudio. [1] S. Ramos de Debiaggi, C. Deluque Toro, G.F. Cabeza and A. Fernández Guillermet, "Ab initio comparative study of the Cu-In and Cu-Sn intermetallic phases in Cu-In-Sn alloys", J. Alloys  Compds. 542 (2012) 280-292. [2] S. Ramos de Debiaggi, C. Deluque Toro, G.F. Cabeza and A. Fernández Guillermet, "Ab initio study of the cohesive properties, electronic structure and thermodynamic stability of of the Ni-In and Ni-Sn intermetallics" J. Alloys Compd. 576 (2013) 302-316. [3] C. Deluque Toro, S. Ramos de Debiaggi and A.M. Monti, "Study of cohesive, electronic and magnetic properties of the Ni-In intermetallic system", Physica B 407 (2012) 3236-3239.   [4] C. D. Gelatt, Jr. A. R. Williams and V. L. Moruzzi, "Theory of bonding of transition metals to nontransition metals",  Phys. Rev. B 27 (1983) 2005-2013.