Caracterización y determinación de las propiedades termodinámicas del fosfato de circonio

Abstract

Usando como partida la geometría obtenida en previos estudios experimentales, se realizaron simulaciones de dinámica molecular a la fase α del fosfato de circonio. Las simulaciones sobre la celda unitaria revelan que la fase α es estable en el rango de temperatura de 200 a 900 K. Una supercelda es construida con la modificación de los parámetros de Miller (de 111 a 231) Las simulaciones en la supercelda son realizadas en ensamble NPT, y en base a ello la capacidad calorífica a presión constante es determinada. Adicionalmente, se construyeron 5 diferentes modelos de celdas de simulación, diferenciándose unos de otros en el número de láminas a lo largo del eje cristalográfico c. Las simulaciones en estos sistemas fueron realizadas en el ensamble NVT, cuidando de que los parámetros de celdas usados se ajusten a aquellos calculados en las supercelda 231 para cualquier temperatura. El comportamiento de la energía libre de Gibbs con la temperatura revela que la supercelda, junto con los sistemas con uno y dos planos presenta el comportamiento más homogéneo, y este último presenta mayor similitud con el comportamiento de la supercelda. Para la construcción del sistema, y la simulación misma, fue empleado el software CERIUS2 , el cual es una herramienta bastante útil tanto en la construcción y visualización de estructuras, y en la predicción de propiedades termodinámicas, estructurales y dinámicas de sistemas moleculares periódicos y no-periódicos. Los detalles mas importantes de este software son descritos en este trabajo.