Cálculo ab-initio e modelamento termodinâmico do sistema ternário Mo-Si-B

• Processo: 21/06318-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Luiz Tadeu Fernandes Eleno
• Beneficiário: Pedro Luís Rodrigues de Almeida
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Diagrama de fases Termodinâmica Estabilidade estrutural Alta temperatura Métodos ab initio Propriedades mecânicas Teoria do funcional da densidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cálculos ab-initio | Calphad | Dft | Diagramas De Fases | Modelamento termodinâmico | Mo-Si-B | Diagramas de Fases

Resumo

Algumas ligas promissoras para aplicações em altas temperaturas são baseadas em sistemas binários e ternários de metais refratários como Nb e Mo, muitas vezes modificados com Si e B. Tais materiais multifásicos e multicomponentes apresentam uma boa resistência à corrosão, mas, para garantir estabilidade estrutural em altas temperaturas durante a longa vida útil, é usualmente necessário aplicar uma ou mais camadas de revestimento. Geralmente é aplicada uma camada de ligação (Fe, Cr, Al, Ru) entre o substrato (liga de Nb ou Mo) e a camada de proteção anti-oxidação (Fe, Cr, Si, B). É fundamental conhecer os equilíbrios envolvidos nesses sistemas, pois a reatividade entre as camadas é muito sensível à temperatura. Dentre os sistemas mais promissores estão as ligas ternárias Mo-Si-B. Em especial, a fase T2, de composição Mo5SiB2, possui um ótimo balanço entre resistência a oxidação e propriedades mecânicas em altas temperaturas. Apesar da ampla literatura disponível sobre as propriedades do sistema Mo-Si-B, as descrições termodinâmicas existentes são baseadas apenas em dados experimentais dos sistemas binários e ternário. A presente proposta tem como objetivo, portanto, a atualização da descrição termodinâmica do sistema ternário Mo-Si-B utilizando dados experimentais e ab-initio seguindo os modelos do Compound Energy Formalism (CEF) dentro do escopo do método CALPHAD para o cálculo do diagrama de fases, e a Teoria do Funcional da Densidade para o cálculo das energias de formação, que podem ser usadas diretamente na descrição termodinâmica. (AU)