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    Tesis

    Termodinámica de primeros principios aplicada a la relajación Zener en soluciones sólidas sustitucionales

    2005



    Título Termodinámica de primeros principios aplicada a la relajación Zener en soluciones sólidas sustitucionales
    Nombre Tanoni, Diego Martín
    Directores Dra. Alonso Paula R. . . Argentina
    . .
    . .
    Tutor Dr. Mosca Hugo O. .
    Jurado .
    Lugar de realización CNEA Centro Atómico Constituyentes Argentina
    Código IT/IM-TS--55/05

    Resumen

    Las mediciones de anelasticidad han sido ampliamente utilizadas para estudiar fenómenos de reordenamiento en soluciones sólidas sustitucionales, siendo uno de los principales fenómenos la relajación Zener. Estos procesos de reordenamiento están caracterizados, entre otras cosas, por la intensidad de relajación Delta sub M, definida para un modo de deformación con módulo M. En este trabajo se presenta un modelo, basado en termodinámica de primeros principios, para la energía libre de Helmholtz en función de los parámetros de orden de corto y largo alcance y de la composición de la aleación, para una estructura c£bica centrada en el cuerpo. Se utiliza una aproximación de pares de primeros vecinos. Se desarrolla un método para la determinación de la temperatura de ordenamiento y se derivan expresiones para las magnitudes que describen el fenómeno de relajación Zener, como la intensidad de relajación del módulo de volumen. Los resultados se comparan con la literatura, mostrando un buen acuerdo. El modelo es aplicable directamente a soluciones sólidas sustitucionales en estructuras c£bicas centradas en el cuerpo estableciendo el valor del parámetro de largo alcance igual a 0. Se aplica al sistema AgZn para el cual existen mediciones experimentales en la literatura. Los resultados obtenidos muestran un buen acuerdo con los informados previamente. Se estudia además la dependencia de la intensidad de relajación del módulo de volumen con la concentración de soluto y con la temperatura.

    Complete Title

    Abstract

    Anelasticity measurements have been widely used to study ordering process in substitutional solid solutions, Zener relazation being one of the more outstanding phenomena. These processes are characterized by the relaxation strength Delta sub M, defined for a mode of deformation with modulus M. A model for the Helmholtz free energy is presented in this workd based in first principles thermodynamics, in terms of both short and long range order parameters and of alloy composition, for a body centered cubic structure alloy. The pair approximation is employed till first neighbors interactions. A method is developed to obtain the ordering temperature and expressions are derived for the related properties such as relaxation strength. Results are compared with others found in the literature, showing a good agreement. The model is directly applied to substitutional solid solutions in face centered cubic structures by setting the long range order parameter equal to zero. It is applied to the Ag Zn system which had been experimentally investigated in the past. The results obtained here and in good agreement with those found in the literature. Strength relaxation dependence with solute concentration and with temperature is also studied.

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