Projetando Ordem Química de Curto-Alcance via Simulações Atomísticas

• Processo: 25/08513-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 14 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Francisco Gil Coury
• Beneficiário: Guilherme Cardeal Stumpf
• Supervisor: Rodrigo Freitas
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Massachusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 23/07403-5 - Ordenamento de curto alcance (SRO) em ligas de média e alta entropia: design e caracterização, BP.DR
• Assunto(s): Simulação atomística Simulação de dinâmica molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Atomistic Simulations | Chemical Short-Range Order | High-entropy alloys | Machine Learning Interatomic Potentials | molecular dynamics | Monte Carlo simulation | Modelamento Computacional

Resumo

A pesquisa sobre ordem química de curto-alcance (CSRO) vem impulsionando a ciência dos materiais por meio de técnicas avançadas de caracterização microestrutural, como experimentos com raios-X em fontes de luz síncrotron, tomografia por sonda atômica em 3D (APT) e microscopia eletrônica de transmissão com varredura em 4D (4D-MET). Paralelamente, a modelagem computacional tem desempenhado um papel essencial na descrição da CSRO e de sua evolução em ligas metálicas. No entanto, limitações relacionadas à detecção direta da CSRO, à resolução estrutural e à fidelidade física das simulações atomísticas (SA) ainda deixam muitas questões em aberto. A integração entre experimentos e métodos computacionais, por outro lado, tem possibilitado uma compreensão mais abrangente do fenômeno. Este projeto propõe o uso de SA para complementar os resultados experimentais já obtidos. Para isso, propõe-se um estágio de pesquisa com o Dr. Rodrigo Freitas, no Freitas Research Group, do Department of Materials Science & Engineering do MIT. O grupo é especializado em SA, com ênfase no uso de machine learning interatomic potentials (MLIAPs), que oferecem alta fidelidade com baixo custo computacional. As atividades terão início com o treinamento dos modelos de SA com MLIAPs, por meio da reprodução de resultados anteriores. Em seguida, serão realizadas simulações para a liga equiatômica CrCoNi, em paralelo com dados de dilatometria in-situ, com o objetivo de investigar a natureza termodinâmica da CSRO. Por fim, serão exploradas ligas não equiatômicas para avaliar como as entalpias de mistura influenciam a formação da CSRO. (AU)