Simulações atomísticas em nano-escala de impactos balísticos em revestimentos cerâmicos de AIN

• Processo: 05/01887-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2005
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2007
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: José Pedro Rino
• Beneficiário: José Pedro Rino
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Atomística Propriedades dos materiais Materiais cerâmicos Nitreto de alumínio Resistência dos materiais Balística Simulação de dinâmica molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ceramicas | Dinamica Molecular | Discordancia | Impacto Balistico | Onda De Choque | Plasticiddade | Simulação atomistica por dinâmica molecular

Resumo

Este trabalho tem como objetivo primordial entender como a ligação química em escala atômica determina as propriedades macroscópicas de cerâmicas, tais como plasticidade, resistência à quebra, dureza, danos em impactos e comportamento sob ondas de choque; identificar inovações que possam melhorar a performance destes materiais sob condições extremas de uso, as quais são essenciais na aplicação estrutural de cerâmicas. O objetivo específico é determinar, pioneiramente, os mecanismos causadores de dano em impactos balísticos de baixa, média e hiper-velocidade em revestimentos cerâmicos de Nitreto de Alumínio (AlN) em nano-escala. Para isto o estudo se concentrará na descrição da estabilidade estrutural, estresses residuais, plasticidade, propagação de ondas de choque, fusão, vaporização e transformação estrutural durante e após os impactos. A metodologia será baseada em simulações por Dinâmica Molecular de sistemas em nano-escala com milhões de átomos executadas em paralelo em um cluster de computadores utilizando um algoritmo de multi-resolução no espaço-tempo. O modelo de potencial de interação efetivo para o AlN é baseado em termos de dois e três corpos representando as interações de repulsão estérica, carga-carga, carga-dipolo, dipolo-dipolo e ligação covalente. Os resultados serão analisados utilizando um pacote de visualização feito sob medida usando técnicas de data-mining e estrutura de grafos. (AU)