Efeitos de desordem nas propriedades estruturais e termodinamicas de ligas metalicas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2005
Autor(a) principal: Meirelles, Bernardo Radefeld
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Ligas de níquel
Ordem-desordem em ligas
Dinâmica molecular
Cálculos ab initio
Nickel alloys
Order-disorder in alloys
Molecular dynamics
Ab initio calculations
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1599305
Resumo: Orientador: Alex Antonelli
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spelling Efeitos de desordem nas propriedades estruturais e termodinamicas de ligas metalicasLigas de níquelOrdem-desordem em ligasDinâmica molecularCálculos ab initioNickel alloysOrder-disorder in alloysMolecular dynamicsAb initio calculationsOrientador: Alex AntonelliDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: O objetivo desta dissertação foi estudar o efeito da ordem local sobre o volume, a energia livre vibracional e a entropia vibracional da liga N i3Al. Esse estudo foi realizado através de cálculos de dinâmica molecular clássica utilizando o potencial empírico de Cleri-Rosato, e as equações de movimento de Martyna, Klein e Tuckerman associadas ao método de Andersen que permitem simular o ensemble isobárico. O volume foi obtido por simulações de relaxação. E a energia livre da liga Ni3Al foi obtida através do método computacional chamado reversible scaling, que inclui todos os efeitos anarmônicos. Nos cálculos foram utilizadas diversas células computacionais possuindo diferentes graus de ordem local, mas com desordem total de longo alcance. A partir da determinação da energia livre obteve-se a diferença de entropia vibracional entre a liga ordenada e as várias fases possuindo apenas ordenamento local. Os resultados obtidos sugerem que a ordem local exerce um papel fundamental sobre o volume e a entropia vibracional, mostrando que existe uma estreita ligação entre a diferença de entropia vibracional e a variação do volume. Além das simulações de dinâmica molecular clássica, realizaram-se cálculos de primeiros princípios dentro da aproximação da teoria do funcional da densidade (DFT), que permitiram obter o volume da liga em função da ordem local, assim como a entalpia e entropia de formação de vacâncias de Ni na liga Ni3Al. Para realizar esses cálculos utilizou-se o código computacional VASP (Vienna Ab-Initio Simulation Package), que permite realizar cálculos eficientes com metais de transição através da utilização de pseudopotenciais ultrasoft ou do método PAW (Projector Augmented Wave). Em nossos cálculos utilizamos a GGA (Gener-alized Gradient Approximation) para o termo de troca-correlação, e nossos resultados sugerem que o potencial emp'ýrico de Cleri-Rosato descreve com boa concordancia as propriedades estruturais do Ni3Al previstas pelos cálculos ab initioAbstract: The aim of this work was to study how properties such as volume, vibrational free energy and vibrational entropy are affected by the presence of local order in the Ni3Al alloy. We performed molecular dynamics calculations using the empirical potential of Cleri-Rosato and for the dynamics we used Martyna, Klein and Tuckerman equations of motion associated with the Andersen method, which allowed us to simulate the isobaric ensemble. We obtained the volume by simulations of relaxation and the free energy was calculated through a method called reversible scaling, which includes all anharmonic effects. The computational cells, used in our calculations, had only local order with zero long range order. Vibrational entropy differences could be obtained from the free energy results of an ordered cell and several others exhibiting only local order. Our results suggest that local order plays a central role in the volume and in the vibrational entropy, indicating that there is an important connection between vibrational entropy differences and volume. We also carried out first principles calculations at the density funcional theory (DFT) level of the Ni3Al alloy from which were obtained the volume as a function of local order and the formation enthalpy and entropy of Ni vacancies. These calculations were done using a computational code called VASP (Vienna Ab-Initio Simulation Package), which describes with good accuracy systems containing transition metals by using ultrasoft pseudopotentials or the PAW (Projector Augmented Wave) method. In these calculations, the electron exchange correlation effects were described using the approximation called GGA (Generalized Gradient Approximation). Our results suggest that the Cleri-Rosato empirical potential describes with good accuracy the ab initio results obtained for Ni3AlMestradoFísicaMestre em Física[s.n.]Antonelli, Alex, 1954-Miranda, EduardoSilva, Antonio Jose Roque daUniversidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASMeirelles, Bernardo Radefeld20052005-10-03T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf90 f. : il.(Broch.)https://hdl.handle.net/20.500.12733/1599305MEIRELLES, Bernardo Radefeld. Efeitos de desordem nas propriedades estruturais e termodinamicas de ligas metalicas. 2005. 90 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1599305. Acesso em: 25 abr. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/333180porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-06-11T08:45:19Zoai::333180Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-06-11T08:45:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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