Relaciones entre la estructura electrónica y las propiedades macroscópicas de compuestos binarios de tantalio
En esta tesis se describe el estudio de las propiedades mecánicas de algunos compuestos binarios de tantalio mediante cálculos ab initio. Para este trabajo se seleccionaron los carburos de tantalio TaC y Ta<sub>2</sub>C, así como los nitruros de tantalio δ-TaN y ϵ-TaN, dada la combinació...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2006 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/1018 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1018 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Tantalio,Funciones de densidad,Fonones,Dispersión info:eu-repo/classification/cti/1 info:eu-repo/classification/cti/22 info:eu-repo/classification/cti/2299 |
| Sumario: | En esta tesis se describe el estudio de las propiedades mecánicas de algunos compuestos binarios de tantalio mediante cálculos ab initio. Para este trabajo se seleccionaron los carburos de tantalio TaC y Ta<sub>2</sub>C, así como los nitruros de tantalio δ-TaN y ϵ-TaN, dada la combinación de propiedades físicas y químicas que poseen. A pesar de que estos compuestos contienen los mismos elementos, Ta y C, o Ta y N, las diferencias en su estequiometría o en su estructura cristalina conducen a diferentes comportamientos mecánicos. De la misma manera que los compuestos antes mencionados, se estudiaron también el tantalio y el diamante. Entre las propiedades elásticas en estudio se encuentran los módulos de volumen y de Young, la razón de Poisson y los coeficientes de elasticidad, que se determinaron para los compuestos TaC, Ta<sub>2</sub>C, δ-TaN y -TaN. Además, se obtuvieron las curvas de dispersión de fonones para el tantalio, diamante, TaC y Ta<sub>2</sub>C, así como la densidad de estados de fonones y el calor específico. En el caso del TaC, se determinaron experimentalmente los coeficientes elásticos c11 y c44 y la capacidad calorífica utilizando un monocristal. Este estudio se realizó mediante cálculos ab initio de la energía total basados en la teoría del funcional de densidad (Density Functional Theory, DFT), utilizando pseudopotenciales y una base de ondas planas. El potencial de intercambio y correlación se calculó mediante las aproximaciones de la densidad local (Local Density Approximation, LDA) y del gradiente generalizado (Generalized Gradient Approximation, GGA). Las curvas de dispersión se calcularon utilzando el programa ABINIT, el cual utiliza pseudopotenciales que conservan la norma, mientras que las propiedades elásticas se calcularon con el programa CASTEP, que utiliza pseudopotenciales ultrasuaves. Los resultados obtenidos correspondientes a las propiedades elásticas han sido comparados con valores reportados en la literatura. En los casos en que no se encontraron valores reportados, o que éstos muestran notorias discrepancias, los valores obtenidos del cálculo se consideran como predicciones de dichas propiedades. Las curvas de dispersión de fonones y del calor específico para Ta, diamante y TaC concuerdan razonablemente con los valores experimentales reportados en la literatura y, en el caso del TaC, con los valores experimentales de capacidad calorífica determinados aquí. Por otra parte, no se encontraron valores reportados de dispersión de fonones ni del calor específico del Ta<sub>2</sub>C, por lo que los resultados obtenidos del cálculo se consideran como una de las mencionadas predicciones a estos valores. |
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