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Caracterização estrutural e dinâmica de sistemas 'Cd IND.X''Pb IND.1-X''F IND.2': um estudo por dinâmica molecular (2007)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: PICININ, ADALBERTO - IFSC
  • USP Schools: IFSC
  • Subjects: CRISTALIZAÇÃO; DINÂMICA DOS SÓLIDOS; CRISTALOGRAFIA; VIDRO
  • Language: Português
  • Abstract: Estudos experimentais de sistemas mistos contendo os fiuoretos PbF2 e CdF2 vêm revelando o importante potencial tecnológico desses materiais. No entanto, o comportamento tanto estrutural quanto dinâmico desses materiais ainda não é completamente compreendido. A proposta desta tese é a contribuição no entendimento amplo desses sistemas utilizando uma simulação atomística feita por Dinâmica Molecular. Com uso de um potencial efetivo de pares promissor foi possível descrever as propriedades estruturais, dinâmicas e térmicas destes sistemas avaliando-se também a dependência da composição nestas propriedades. As simulações foram realizadas no ensemble NPT (número de partículas, pressão e temperatura constantes) permitindo acompanhar as variações de energia e volume do sistema durante os processos de aquecimento e resfriamento. Foram observadas as descontinuidades nas transições sólido-líquido e líquido-sólido durante estes processos. Esse ensemble aproxima a simulação da realidade experimental uma vez que em geral experimentos são realizados a pressão atmosférica. Na primeira parte dos resultados foram criadas soluções sólidas ideais construídas a partir da rede perfeita do PbF2 onde são escolhidos alguns dos íons de Pb que são substituídos aleatoriamente por íons de Cd. Os resultados da caracterização estrutural destes' sistemas foram comparados com medidas de EXAFS mostrando excelente acordo e validandb o potencial proposto. Uma vez que o potencial mostrou-se coerentena descrição dasinterações destes três íons, foram analisados os efeitos da temperatura nestes sistemas. Ta:ritb o PbF2 quanto o CdF2 são sólidos condutores superiônicos onde os íons de fiúor apresentam alta mobilidade iônica. O sistema misto composto por estes dois fiuoretos, CdxPb1-xF2, também é um material superiônico. As propriedades superiônicas do sistema binário foram obtidas pelas simulações mostrando excelente acordo com os dados ) experimentais. A fusão desses sistemas considerando-se diferentes concentrações dos fiuoretos, apresentou um diagrama de fase com menor temperatura de fusão para as composições em torno de 35% de CdF2, o que está em perfeito acordo com o observado experimentalmente. Sistemas essencialmente diferentes quanto à organização estrutural e homogeneidade, foram obtidos a partir da fusão seguida de diferentes taxas de resfriamento. O resfriamento do líquido feito com taxas rápidas levou a formação de vidros homogênos. Taxas mais lentas de resfriamento levam a formação de vidros que passam a exibir regiões mais ricas em PbF2 e outras em CdF2o Taxas de resfriamento ainda mais lentas levam a cristalização dos líquidos, a qual ocorre com tendência de separação de fases e geração de defeitos. Os vidros homogêneos foram aquecidos novamente e apresentaram separação de fase seguida da devitrificação. Essencialmente devido aos defeitos gerados durante os processos de vitrificação, cristalização e devitrificação os vidros e oscristais apresentam maiores mobilidades dos íons fiuoretos que os sistemas ideais primeiramente avaliados. Os cristais com separação de fases apresentam também composições que possuem menores valores de temperatura de transição iônica-superiônica. O comportamento de máxirria mobilidade em função da temperatura é observado para as composições em torno de 30% de CdF2 em acordo com dados experimentais. A simulação clássica realizada permitiu o acesso microscópico do sistema sugerindo uma descrição para esses sistemas que é de grande valia e nem sempre possível experimentalmente
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 21.12.2007
  • Acesso online ao documento

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    • ABNT

      PICININ, Adalberto; HERNANDES, Antonio Carlos. Caracterização estrutural e dinâmica de sistemas 'Cd IND.X''Pb IND.1-X''F IND.2': um estudo por dinâmica molecular. 2007.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2007. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-11032014-174935/pt-br.php >.
    • APA

      Picinin, A., & Hernandes, A. C. (2007). Caracterização estrutural e dinâmica de sistemas 'Cd IND.X''Pb IND.1-X''F IND.2': um estudo por dinâmica molecular. Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-11032014-174935/pt-br.php
    • NLM

      Picinin A, Hernandes AC. Caracterização estrutural e dinâmica de sistemas 'Cd IND.X''Pb IND.1-X''F IND.2': um estudo por dinâmica molecular [Internet]. 2007 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-11032014-174935/pt-br.php
    • Vancouver

      Picinin A, Hernandes AC. Caracterização estrutural e dinâmica de sistemas 'Cd IND.X''Pb IND.1-X''F IND.2': um estudo por dinâmica molecular [Internet]. 2007 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76131/tde-11032014-174935/pt-br.php

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