RESUMEN
La estabilidad mecánica de los óxidos formados sobre las aleaciones de uso industrial, y su adhesión al sustrato metálico es de vital importancia para determinar la susceptibilidad de las aleaciones a los medios en contacto y la aplicabilidad en condiciones de alta temperatura u otras condiciones extremas. En este contexto, la energía de adhesión es uno de los parámetros principales a determinar. Los métodos atomísticos como la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) se presentan como una herramienta fundamental para calcular este parámetro en interfases Oxido/Metal. En este trabajo se estudia con esta técnica la interfaz Fe(BCC)/Magnetita. El interés en este sistema radica en que se ha visto que la magnetita (Fe3O4) es el óxido en contacto con el metal en condiciones de corrosión generalizada, e incluso las capas de óxido pasivante pueden tener cierta similitud con esta desde el punto de vista estructural. Dado que la magnetita es una espinela inversa de estructura cristalina Fd3m y el hierro posee una estructura BCC, se modela la interfaz Fe3O4[001]-Fe[001] teniendo en cuenta que experimentalmente se observa la relación de orientaciones Fe3O4[100]||Fe[110] para la misma. A lo largo de la dirección [001] en el óxido se alternan los planos de composición FeO2 y Fe, aunque aquí solo se trata la terminación Fe de la magnetita, ya que se ha demostrado que forma la interfaz más estable [11 FORTI, M.D., ALONSO, P.R., GARGANO, P.H., et al., “A DFT study of atomic structure and adhesion at the Fe(BCC)/Fe3O4 interfaces”, Surface Science, v. 647, pp. 55–65, 2016.,22 FORTI , M., ALONSO , P., GARGANO , P., et al.,“Adhesion Energy of the Fe(BCC)/Magnetite Interface within the DFT Approach” , Procedia Materials Science, v. 8, pp. 1066–1072 2015.]. Se utiliza DFT para calcular el trabajo necesario para deslizar las superficies en relación a las direcciones principales de la interfaz, para luego calcular el potencial interfacial en función de las coordenadas generalizadas de la misma según el modelo de WEI y HUTCHINSON [33 JIANG, Y., WEI, Y., SMITH, J.R., et al.,“First principles based predictions of the toughness of a metal/oxide interface” , International Journal of Materials Research (Formerly Zeitschrift Fuer Metallkunde), v. 101, n. 1, pp. 8–15 2010.]. Este potencial puede ser utilizado en modelos de meso escala de la interfaz, por ejemplo para el cálculo de la tenacidad de la misma.
Palabras clave
Adhesión Interfacial; Potencial Interfacial; Magnetita; DFT
