Efecto de las impurezas en la autodifusión de Zr y en la aleación Zr-50 por ciento át. Ti - Forlerer de Svarch, Elena (1994)
Los valores de los coeficientes de autodifusión medidos en lasdos fases del Zr (HCP a bajas y BCC a altas temperaturas), nosiguen una ley de Arrhenius con la temperatura como la mayoriade los metales compactos. En este último caso, hay acuerdo generalen que los átomos migran por un mecanismo de intercambiocon monovacancias en equilibrio térmico. Las "anomalías" se han explicado cualitativamente mediante mecanismosque modifican distintas propiedades de la vacancia: -En HCP Zr, se propusieron distintos mecanismos: a) Asociación de la vacancia con impurezas rápidas como el Fe(HOOD88), b) Un súper-salto de la vacancia, de magnitud inversa a laconcentración de la impureza (FRAN91). -En BCC Zr se propuso, una disminución de la entalpia de migraciónde la vacancia:a’) Por la formación del embrión de la fase metaestable ω debidaa un ablandamiento del modo LA 2/3(111) (SANC78).b’) Por el acoplamiento del modo pre-ω (que no varia con T),con el modo transverso pre-α TA 1/2(110) variable con la temperatura (HERZ93). En este trabajo se analizan críticamente los cuatro modelos ytambién las medidas de autodifusión, en lo que respecta alcontenido de impurezas residuales en las muestras utilizadas. En Zr-HCP, se descarta el modelo de Frank ya que la magnituddel súper-salto es controlada por la energia de unión impurezavacancia. Se adopta el modelo de Miller, que propone un efectoacelerador por la formación del par impureza intersticial(Fe) - vacancia(Zr). La concentración del par, sigue el límite de solubilidaddel Fe en α-Zr a cada temperatura y se obtiene buenacuerdo con los resultados experimentales hasta 1003K. Porarriba de esta temperatura proponemosla presencia de fase BCClo que permite explicar resultados en policristales en funciónde la fracción de fase BCC en borde de grano (FORL91). En Zr BCC,se analizan críticamente los modelos señalando que: -Ademásde la entalpia de migración, debe ser tenida en cuentala energia libre de formación de la vacancia. -El cálculo del incremento de los desplazamientos atómicos enfunción de la disminución de la fecuencia con una aproximaciónanarmónica realizado por (HERZ93) no alcanza el desplazamientocrítico necesario. -Los picos centrales de dispersión quasielástica de neutronespueden ser interpretados comoun efecto multifonónico (HERZ93)ó bien como un efecto de impurezas. Se sugiere entonces que también en la fase BCC,podria explicarsela difusión anómala debido a la asociación impureza-vacancia,ya que basta una energia de unión Fe-vacancia de 0.12eV, para que la disociación del par por efecto térmico disminuyala población de defectos en 1/e a 1100C, bien entrada lafase BCC. De las medidas de difusión en la aleación Zr-50% át.Ti y lamisma aleación con alto contenido de Oxigeno y Nitrógeno, seobtiene un efecto de frenado en la autodifusión de Zr. Estoindica que, una mayor concentración de embriones de la fase ωno aumenta la difusión de Zr en la fase BCC,contrariamente alo predicho por el modelo de Sanchez y De Fontaine.