Simulación Monte Carlo Cinético de la difusión atómica en la aleación FeAl

Abstract

Las propiedades físicas de los materiales de importancia tecnológica se originan en las reacciones y procesos a los que han sido sometidos. En todos ellos la difusión atómica juega un rol clave, porque la difusión es relevante para la cinética de muchos cambios microestructurales que ocurren durante la preparación, procesamiento y tratamiento térmico de estos materiales. Las superaleaciones, como el FeAl, son materiales tecnológicamente importantes; pues, son resistentes a altas temperaturas, mantienen su estabilidad estructural, superficial y la estabilidad de sus propiedades físicas. Por todo esto profundizar el conocimiento científico acerca de la difusión es necesario. Por tal motivo en el presente trabajo la migración atómica, en la aleación binaria ordenada con estructura B2, es estudiada por medio de simulaciones Monte Carlo Cinético, en donde la migración atómica resulta del intercambio de posiciones de un átomo con una vacante en una red rígida. El modelo cinético atomístico usado se fundamenta en la teoría de la tasa de saltos y el algoritmo del tiempo de residencia. También, usamos interacciones de a par hasta segundos vecinos más próximo. Tomamos los valores que se usaron en simulaciones del diagrama de fases, el ordenamiento B2 y precipitación del FeAl[41]. Determinamos las constantes de difusión como función de la temperatura. Además, investigamos la movilidad de las fronteras antifase en las últimas etapas del proceso de ordenamiento. Finalmente, se calcula la función de autocorrelación, la cual nos revela que la vacante efectúa saltos altamente correlacionados en la red a bajas temperaturas y también que los átomos saltan a posiciones de su propia subred a temperaturas moderadas.