Simulación por dinámica molecular de fenómenos de impacto de agregados metálicos

Resumo

En este trabajo se presenta el estudio, mediante técnicas de simulación por ordenador, de fenómenos de impacto de agregados metálicos. Estos sistemas, formados por un número pequeño de átomos, presentan dimensiones típicas que caen dentro del orden nanométrico. El interés por los mismos se ha puesto de manifiesto por su utilidad en procesos como la modificación de superficies o la formación de nuevos materiales nanoestructurados. La técnica empleada para simular estos sistemas fue la Dinámica Molecular Clásica. La primera parte de la tesis se centra en estudiar la aplicación de un tipo particular de Dinámica Molecular conocida como Formalismo de Nose-Hoover para modelar correctamente la disipación de energía en los límites de la celda de simulación en procesos típicos de impacto molecular en una superficie. Mediante la realización de una serie de simulaciones, se buscó un valor, para los parámetros que rigen este formalismo, adecuado para este tipo de procesos. También se estudió el impacto de agregados metálicos con superficies metálicas sólidas. Los sistemas considerados estaban formados por átomos de Cu, Au, Al y Ni. Los resultados presentados mostraron como ciertos factores físicos como la velocidad inicial del proyectil o la dureza relativa del mismo y el blanco determinan la posterior configuración de las estructuras finales. Ciertas características de las misma como la fragmentación, o la posibilidad de obtener estructuras incrustadas se ven favorecidas por estos parámetros físicos. Finalmente, se realizaó también un estudio sobre el impacto de agregados, libres de los mismos materiales en el vacío. Dichos fenómenos se encontraron gobernados por los mismos parámetros físicos que en el caso de impacto con superficies sólidas, añadiéndose a estos la influencia de los tamaños tanto del agregado proyectil, como del agregado blanco.