Efecto del hidrógeno en las propiedades mecánicas de membranas de paladio nanoestructurado

ALÍ M.L.; RAMOS, S.B.; CRESPO E.A.; BRINGA E.; RUDA M.

San Carlos de Bariloche

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales. 18° SAM-CONAMET; 2018

Centro Atómico Bariloche

Debido a su rápida y reversible cinética de hidruración a temperatura ambiente, el paladio es un material ideal para ser utilizado en membranas para la purificación del hidrógeno y como sensor de pequeñas cantidades del mismo.  En este trabajo estudiamos el efecto sobre las propiedades mecánicas de muestras de Pd cargadas con hidrógeno en distintas concentraciones. Para ello realizamos simulaciones de dinámica molecular (DM) de curvas de tensión-deformación de Pd en volumen (bulk) y en membranas, tanto monocristalinas como nano-policristalinas (7 nm de tamaño de grano, con distintos espesores), a 300K. Luego repetimos los ensayos agregando hidrógeno en distintas concentraciones para abarcar el rango de la solución sólida y de la fase hidruro. Este hidrógeno lo agregamos mediante simulaciones de Monte Carlo (MC) realizadas en un ensamble gran canónico (NPTmu), donde se mantienen constantes el número de átomos de Pd, la presión, temperatura y el potencial químico mu del hidrógeno en equilibrio con un reservorio de gas. A continuación observamos las diferencias en módulo de Young  y punto de fluencia con respecto a la concentración de hidrógeno, de alguna manera desglosando los efectos de las superficies (membrana vs. bulk) y de los bordes de grano (poli vs. mono cristalinos).