Caracterización de compuestos intermetálicos binarios de (Cu,Ni)-(In,Sn,Sb) y de orden superior para aleaciones de soldaduras libres de plomo: base de datos ab initio, sistemática y correlaciones para las propiedades cohesivas, termodinámicas y electrónic

S. B. RAMOS

Bahía Blanca

Congreso; VII Reunión Nacional de Sólidos; 2017

Deptartamento de Física de la Universidad Nacional del Sur

Conocer las propiedades de compuestos intermetálicosvinculados a los sistemas (Cu,Ni)-(In,Sn,Sb) es de interés actual enrelación al diseño y aplicación de nuevas aleaciones para soldaduras libres deplomo. En este trabajo se exponen los avances de una investigación de largoplazo que se viene desarrollando en torno a estos sistemas, con el fin decaracterizar y analizar la sistemática y tendencias en la propiedades fundamentalesde esta familia de compuestos, a partir de la aplicación de métodos de cálculoab initio. Más específicamente, son objetivos de esta investigación: (i) el desarrollode una base de datos completa con información estructural, termodinámica,cohesiva y elástica de compuestos intermetálicos (CIs) binarios del tipo MeaXb(con Me=Cu,Ni and X=In,Sn,Sb); y, a partir de dichainformación, (ii) la identificación de tendencias para estas propiedades y su correlacióncon el comportamiento electrónico. Se consideran para ello mayormente fases binariasreportadas como estables o metaestables, así como fases hipotéticas formuladasen base a subredes involucradas en modelados termodinámicos a través delformalismo de energía-compuesto, incluyendo también algunos CIs ternarios selectosvinculados a los  sistemas (Cu,Ni)-In-(Sn,Sb).El estudio se basa en una extensa base de datos con información sobre energíastotales en función del volumen obtenida utilizando la teoría de la funcionaldensidad (DFT) y el método de ondas planas aumentadas (PAW),  extendido para incluir efectos térmicos en elmarco de la aproximación cuasi-armónica. Introduciendo el concepto de número degrupo promedio (AGN), evaluado como el número promedio de los electrones devalencia involucrados en los cálculos, se muestra que el volumen (Vo),módulo de compresión (Bo) y energía cohesiva (Ecoh) deestos CIs pueden ser estudiados como función del AGN. Más aún se muestra queexiste una buena correlación con los parámetros AGN y Bo para ladensidad de energía cohesiva (Ecoh/Vo), y se predicen nuevascorrelaciones para las relaciones (Bo/Vo)½ and(Ecoh½/Vo) en función del parámetro AGN. Estasregularidades son interpretadas en base a la evolución de las contribuciones delos electrones p y d a las densidades de estado electrónicascon la composición, destacándose los efectos de la hibridización p-d sobre la cohesión, y el llenado deestados enlazantes y antienlazantes.