Simulação das distorções em soluções sólidas e sua relação com um critério topológico de predição da formação de vidro em ligas metálicas

Resumo

Recentemente, um novo critério para prever a capacidade de formação de vidro (GFA) em ligas metálicas foi introduzido (M. F. de Oliveira, J. Appl. Phys. 111, 023509, 2012). O critério é baseado na instabilidade topológica de fases cristalinas e parâmetros eletrônicos (relacionados à entalpia de mistura). No entanto, a instabilidade topológica é derivada da abordagem introduzida por Egami e Waseda (T. Egami e Waseda Y., J. Non-Cryst. Solids, 64, 113, 1984) com muitas aproximações na sua forma original, e também presentes na última abordagem proposta. Por exemplo, o modelo foi inicialmente desenvolvido para soluções sólidas de metais simples e agora o mesmo modelo é utilizado para qualquer tipo de solução sólida, mesmo para fases intermetálicas. A instabilidade topológica é assumida como linear de acordo com a quantidade de soluto introduzido na matriz, o que provavelmente é verde somente para baixas concentrações. Portanto surgem algumas questões e essas questões poderiam ser, parcial ou totalmente, respondidas usando dinâmica molecular. O modelo a ser usado é o método do átomo imerso (EAM), a fim de prever as distorções na matriz de uma solução sólida, que por sua vez estão relacionadas com a instabilidade topológica. As principais questões a investigar são: i. As deformações da matriz são lineares com a concentração de soluto? ii. O comportamento das distorções é semelhante para ambos os casos, metais simples ou fases metálicas? iii. A equação de instabilidade topológica está correta para ambos os casos? iv. Será que a mesma equação funciona para soluções sólidas substitucionais e intersticiais? v. A instabilidade topológica simulada (distorções) atinge máximos locais para composições químicas que são previstas pelo modelo de instabilidade topológica? Para responder a essas perguntas a dinâmica molecular (método EAM) de soluções sólidas de fases dos sistemas Zr-Cu e Zr-Cu-Al será realizada em um supercomputador Blue Gene da IBM na Universidade Rice. Esta máquina é compartilhada com a USP remotamente, de acordo com um termo de colaboração em pesquisa (assinado em abril de 2012). (AU)