Estudio ab initio del efecto de la temperatura sobre las propiedades termofísicas de los elementos Ni e In y la energía de formación del intermetálico Ni2In3 (hP5)

S.B. RAMOS; N. V. GONZÁLEZ LEMUS; G. F. CABEZA; A. FERNÁNDEZ GUILLERMET

Villa de Merlo, San Luis

Congreso; 100° Reunión Nacional de Física de la Asociación Física Argentina; 2015

Universidad Nacional de San Luis ; Asociación Física Argentina

El sistema Ni-In tiene un gran interés tecnológico en relación con la aplicación de aleaciones In-Sn para micro-soldaduras libres de Pb, con Ni como substrato. Se acepta que las características de las fases intermetálicas (FIs) formadas en la zona de interconexión determinan la calidad de la unión. En trabajos anteriores hemos empleado métodos de cálculo de primeros principios para estudiar aspectos estructurales, propiedades cohesivas y electrónicas de FIs del sistema Ni-In a T = 0 K [1]. Estos cálculos se basan en la teoría de la funcional densidad (DFT) y el método PAW (projected augmented plane waves) [2] implementado en el código VASP [3] considerando las aproximaciones LDA (Local density approximation) y GGA (Generalized gradient approximation) para el potencial de correlación e intercambio. Si bien existe una buena correspondencia para las propiedades estructurales predichas a T = 0K utilizando esta metodología, los resultados obtenidos para las energías deformación (∆fE) presentan desviaciones con los resultados experimentales reportados, los cuales corresponden a temperaturas finitas. Dado que el origen de estas discrepancias puede estar relacionada con los efectos térmicos existe la necesidad implementarla extensión de la teoría a T > 0 K para poder evaluar el efecto de la temperatura sobre los valores teóricos de ∆fE.En este trabajo estudiamos las propiedades vibracionales y termodinámicas para los elementos Ni e In y para el compuesto Ni2In3 (hP5). Implementamos cálculos basados en la DFT mediante el código VASP. Se utilizan las aproximaciones armónica(HA) y cuasiarmónica (QHA) para evaluar espectros de frecuencias y sus correspondientes densidades de estado vibracionales. A partir de esta información evaluamos en función de la temperatura las entropías vibracionales, los calores específicos a volumen y presión constante, el coeficiente de expansión térmica y la energía deGibbs de los elementos puros y en el compuesto Ni2In3. Sobre esta base se determina y se discute la discrepancia observada entre resultados experimentales y predicciones ab inito para ∆fE de FIs.[1]S. Ramos de Debiaggi, C. Deluque Toro, G.F.Cabeza, A. Fernández Guillermet, J. Alloys Compd. 576 (2013) 302.[2] P.E. Blöchl, Phys.Rev. B 50 (1994) 17953.[3] G. Kresse, J. Furthmüller, Comput. Mater. Sci. 6 (1996) 15