Estudo da Formação de Nanofios e do Processo de Memória de Forma em Ligas Metálicas de NiTi

Authors

  • Maxwel Gama Monteiro Junior
  • João Paulo Almeida de Mendonça
  • Fernando Sato

DOI:

https://doi.org/10.34019/2179-3700.2018.v18.29850

Keywords:

Simulação, Nanofios, TB

Abstract

Nanoestruturas metálicas são alvo de frequentes estudos devido ao seu potencial, tanto para aplicações em dispositivos tecnológicos miniaturizados, quanto para fins de compreensão básica de suas propriedades, que são por vezes muito distintas daquilo que observamos na escala macroscópica. Nesse contexto, uma classe importante de estrutura são os nanofios, que são definidos ou como um tarugo com décimos de nanômetros, com uma das dimensões maiores do que as demais, ou como uma cadeia linear suspensa (LAC – Linear Atomic Chain), que consiste em uma cadeia de átomos únicos ligados par a par em uma direção. Efeitos devido ao empilhamento da rede cristalina e ganhos em energia de superfície influenciam e alteram a morfologia e a formação de nanofios. Buscamos nesse trabalho estudar computacionalmente, através de simulações numéricas, a formação de nanofios, via processo de alongamento, efetivamente simulando o efeito do puxamento de uma barra nanométrica. Usamos código próprio desenvolvido em linguagem C-CUDA para realizar as simulações. Para ligas metálicas de NiTi, alguns desafios que se apresentam são: a incorporação de condições de contorno, velocidades de puxamento, assim como o fato de que transições de fase ocorrem no material durante a dinâmica, transições essas que caracterizam o chamado efeito de memória de forma que o material apresenta.

Downloads

Download data is not yet available.

References

BETTINI, J. et.al. Experimental realization of suspended atomic chains composed of
different atomic species. Nature Nanotechnology, v. 1, n. 3, p. 182–185, 19 dez. 2006.
BUEHLER, W. J.; GILFRICH, J. V.; WILEY, R. C. Effect of Low‐Temperature Phase
Changes on the Mechanical Properties of Alloys near Composition TiNi. Journal of
Applied Physics, v. 34, n. 5, p. 1475–1477, maio 1963.
CAVALEIRO, A. J. et.al. In-situ thermal evolution of Ni/Ti multilayer thin films.
Intermetallics, v. 51, p. 11–17, ago. 2014.
CLERI, F.; ROSATO, V. Tight-binding potentials for transition metals and alloys. Physical
Review B, v. 48, n. 1, p. 22–33, 1 jul. 1993.
COURA, P. Z. et.al. On the Structural and Stability Features of Linear Atomic Suspended
Chains Formed from Gold Nanowires Stretching. Nano Letters, v. 4, n. 7, p. 1187–1191,
jul. 2004.
FERREIRA, A. S. et.al. High-pressure study of Ti 50 Ni 25 Fe 25 powder produced by
mechanical alloying. Journal of Applied Physics, v. 117, n. 7, p. 075901, 21 fev. 2015.
HUANG, X.; ACKLAND, G. J.; RABE, K. M. Crystal structures and shape-memory
behaviour of NiTi. Nature Materials, v. 2, n. 5, p. 307–311, 20 maio 2003.
LAGOS, M. J. et.al. Surface effects on the mechanical elongation of AuCu nanowires: Dealloying
and the formation of mixed suspended atomic chains. Journal of Applied
Physics, v. 117, n. 9, p. 094301, 7 mar. 2015.
LAI, W. S.; LIU, B. X. Lattice stability of some Ni-Ti alloy phases versus their chemical
composition and disordering. Journal of Physics: Condensed Matter, v. 12, n. 5, p. L53–
L60, 7 fev. 2000.
MENDONÇA, J. P. A. et.al. The method of selection lawsand its applications to
crystallography. In: Proceedings of the International Symposium on Crystallography.
Anais. São Paulo: EditoraEdgardBlücher, jan. 2015. Disponível em:
http://www.proceedings.blucher.com.br/article-details/14397
PUSHIN, V. G. et.al. Structure and phase transformations in TiNiFe ternary alloys
subjected to plastic deformation by high-pressure torsion and subsequent heat treatment.
The Physics of Metals and Metallography, v. 115, n. 4, p. 365–379, 7 abr. 2014.
SATO, F. et.al. Transmission electron microscopy and molecular dynamics study of the
formation of suspended copper linear atomic chains. Physical Review B, v. 74, n. 19, p.
193401, 2 nov. 2006.
SATO, F. et.al. On the Lifetime of Suspended Atomic Chains Formed from Stretched
Metallic Gold Nanowires. Physicae, v. 8, n. 8, 8 dez. 2009.
SHI, L. et.al. Facile Synthesis of Ultrathin AuCu Dimetallic Nanowire Networks. European
Journal of Inorganic Chemistry, v. 2012, n. 16, p. 2700–2706, jun. 2012.
SPOHN, H. Introduction to Modern Statistical Mechanics (David Chandler). SIAM Review,
v. 30, n. 4, p. 680–680, dez. 1988.
SUTTON, A. P. Electronic Structure of Materials. Oxford: Oxford University Press Inc.,
1996.
VERLET, L. Computer “Experiments” on Classical Fluids. I. Thermodynamical Properties
of Lennard-Jones Molecules. Physical Review, v. 159, n. 1, p. 98–103, 5 jul. 1967.
WU, C.-D.; SUNG, P.-H.; FANG, T.-H. Study of deformation and shape recovery of NiTi
nanowires under torsion. Journal of Molecular Modeling, v. 19, n. 4, p. 1883–1890, 18

Published

2020-03-04

How to Cite

Monteiro Junior, M. G., Mendonça, J. P. A. de, & Sato, F. (2020). Estudo da Formação de Nanofios e do Processo de Memória de Forma em Ligas Metálicas de NiTi. Principia: Caminhos Da Iniciação Científica, 18(1), 11. https://doi.org/10.34019/2179-3700.2018.v18.29850

Issue

Section

Artigos originais - Ciências Exatas e da Terra