Volumen II - SAM

Como las simulaciones MCAS implican difusión infinita, también introducimos resultados de otro tipo de
simulaciones conocidas como BANN [20] donde, a diferencia de las simulaciones MCAS, solo se consideran
intercambios entre primeros vecinos que son aceptados o no de acuerdo a la energía térmica disponible. Con
estas consideraciones, es de esperar que las simulaciones BANN presenten resultados que admitan una
comparación más directa con resultados experimentales.
Usando estas simulaciones se somete la celda computacional a una secuencia descendente de temperaturas y
se observa que hasta la temperatura ambiente todos los aditivos permanecen en solución en la matriz NiTi.
Después de optimizar el parámetro de red para cada valor de la temperatura, se obtienen los valores del
parámetro de red de equilibrio, la energía de formación por átomo, y módulo de compresión. Tales cambios
son ilustrados en las figuras 1a, 1b 1c, respectivamente, para aleaciones Ni50Ti49.7X0.3. En principio, como se
observa en la Fig. 1a, no hay ninguna correlación aparente entre los cambios en el parámetro de red
(relativos a la aleación base NiTi) como función de la ubicación de los aditivos X en la tabla periódica. Sin
embargo en algunos casos se observa una conducta inesperada, en particular, la expansión en el parámetro de
red para adiciones de W y Mo. Las adiciones de Pt, Ir, Os, Pd, Al, y Si tienen el efecto de comprimir la red y
a la vez intensificar la interacción (mayor energía de formación). Algunas otras, tales como Ta, W, Nb, Mo,
Ag y Au tienen el efecto combinado de reducir la densidad y a la vez crear una red energéticamente mas
ligada. Casi independiente de las diferencias en resultados para el parámetro de red y energía de formación,
los cambios en los valores del módulo de compresión (con excepción de Sc) introducen notables reducciones
con respecto a NiTi.
Como se mencionó anteriormente, además de proveer un listado sistemático de los cambios en las
propiedades físicas, este trabajo también se dirige al estudio de la interacción entre diferentes adiciones. Para
ilustrar este punto, las figuras 2a, 2b, y 2c muestran los resultados para los cambios en los valores del
parámetro de red de las aleaciones cuaternarias Ni30Pd20Ti49X1. La comparación de estos resultados con los
de la figura 1 (para la aleación Ni50Ti49.7X0.3) nos da una idea de lo que sucede cuando cada elemento(X)
interactúa con Pd. Con pocas excepciones, la conducta de la mayoría de las adiciones es relativamente
similar en cuanto a cambios en los valores del parámetro de red (contracciones o expansiones con respecto a
la aleación base NiTi). Este no es el caso para los valores de la energía de formación, que puede ser
fácilmente correlacionada con la formación de segundas fases.
X Å
Au 3,0828
Ir 3,0800
Os 3,0789
Re 3,0807
W 3,0834
Ta 3,0848
Hf 3,0845
Ag 3,0832
Pd 3,0805
Rh 3,0795
Ru 3,0791
Tc 3,0821
Mo 3,0827
Nb 3,0834
Zr 3,0844
Zn 3,0808
Cu 3,0788
Co 3,0771
Fe 3,0778
Mn 3,0780
Cr 3,0734
V 3,0804
Sc 3,0839
Si 3,0795
Al 3,0806
Mg 3,0821
-0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1
a- Desviación (en %) del parámetro de red (a REF =3.0823 Å)
X GPa
Au 119,82
Pt 120,73
Ir 121,20
Os 121,60
Re 121,53
W 120,96
Ta 119,87
Ag 118,95
Pd 119,94
Rh 120,48
Ru 120,88
Tc 120,92
Mo 120,61
Nb 119,69
Zr 118,56
Zn 118,62
Cu 119,23
Co 119,85
Fe 119,75
Mn 119,33
Cr 119,73
V 119,72
Sc 118,21
Si 119,22
Al 118,92
Mg 118,02
X eV/atom
Au -0,53286
Ir -0,54073
Os -0,54749
Re -0,53176
W -0,52279
Ta -0,52835
Hf -0,54073
Ag -0,52049
Pd -0,53751
Rh -0,54151
Ru -0,53948
Tc -0,53651
Mo -0,52203
Nb -0,52892
Zr -0,53792
Zn -0,53213
Cu -0,53287
Co -0,53374
Fe -0,52655
Mn -0,52859
Cr -0,51885
V -0,52729
Sc -0,53938
Si -0,54249
Al -0,53999
Mg -0,53326
-3 -2 -1 0 1 2 3
b- Desviation (en %) de la energía de formación (∆H REF = -0,53374 eV/atom)
-0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
c- Desviación (en %) del módulo de compresión (B REF =118,78 GPa)
Figura 3: Desviación de los parámetros calculados respecto al valor correspondiente a Ni30Ti50Pt20
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