Simulación numérica de fenómenos de transporte en circona cúbica estabilizada con itria (YSZ) nanoestructurada

Abstract

En este trabajo se presenta un estudio sistemático de los procesos de difusión aniónica y catiónica en volumen y en diferentes fronteras de grano de alta simetría en el sistema YSZ (yttria stabilized zirconia). A tal fin, se ha utilizado la técnica de Dinámica Molecular. Además, se han realizado cálculos estáticos para determinar la estructura a corto y largo alcance en la vecindad de cada átomo constituyente del sistema, la energía en fronteras de grano y las principales características que diferencian desde el punto de vista estructural a las fronteras de los granos. Se estudia y caracteriza el proceso de segregación en óxidos cerámicos, y se particularizan para el YSZ mediante un modelo analítico que da cuenta de la segregación de impurezas aliovalentes. Además, se ha modelado la segregación en fronteras de grano mediante Dinámica Molecular. Se ha estudiado la dependencia de la segregación con la concentración nominal de dopante, así como el cambio en el orden de corto alcance inducido por dicha segregación. Finalmente, se han descrito los efectos de tal fenómeno en los mecanismos de difusión a lo largo las intercaras y de los granos.