Développement dun potentiel dinteraction pour loxyde NiO de type EAM Stage du DEA MSM par Mustafa...

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  • Dveloppement dun potentiel dinteraction pour loxyde NiO de type EAM Stage du DEA MSM par Mustafa DEMIREL Tuteur : Patrick Arnoux, ingnieur CEA Dynamique molculaire applique la corrosion sous contrainte : DEA Modlisation et Simulation des Matriaux
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  • Cadre dtude Laboratoire d'tude de la Corrosion Aqueuse : Domaine de Recherche : La Corrosion Sous Contrainte Phnomnes damorage et cintique de propagation des fissures
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  • LA CORROSION SOUS CONTRAINTE Alliages mtalliques ductiles dans lair Mais certains fragiles dans leau 300C Exemple : Inconel 600 (REP)
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  • Objet dtude : le fond de fissure Imagerie MET (L.E. THOMAS ET S.M. BRUEMMER ) -2000-
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  • Potentiel dinteraction et Dynamique molculaire Point de dpart, le potentiel dinteraction inter-atomique la force dinteraction drive du potentiel la force dinteraction drive du potentiel : Equation fondamentale de la mcanique classique Equation fondamentale de la mcanique classique : Algorithme de Verlet et/ou prdicateur de Gear Trajectoire : Positions et Vitesses des atomes Exemple de potentiel : V(r)=4e[(s/r)^ 12 -(s/r)^ 6 ]
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  • Modlisation Potentiel EAMMtaux BuckinghamCristaux ioniques Difficult : Mtaux ET Oxydes Approximation : On remplace loxyde par un Mtal avec mme E 0 et B
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  • Modlisation Le potentiel EAM: clef de vote du succs des simulations
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  • Grandeurs physiques et simulations Xmd Grandeurs dlasticit: C 11,C 12,C 44, B (rigidit), et C (cisaillement) + Paramtre de maille A0, nergie de cohsion E0, nergies de surface, nergies de dfaut dempilement: Obtentions : Rponses en nergies de sollicitations mcaniques ou simulation DM (Xmd)
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  • 1ere phase / 2 : Validation de lutilisation de Xmd (simulations) Test du potentiel nickel Test du potentiel aluminium Test du potentiel Cuivre Xianwei Sha A. Johnson
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  • Rsultats (1/2) GrandeursRf.Exp.[N9+10]Simulations (Ce travail)Erreur (%) A0 (Angstrom)4.050 0.0 E0 (eV)-3.36 0.0 B (ergs/cm3)0.7900.7940.5 C (Ergs/cm3)0.260 0.0 C44_(Ergs/cm3)0.316 0.0 C11_(Ergs/cm3)1.140 0.0 C12_(Ergs/cm3)0.6190.6210.3 eV/A -0.071/-0.075-0.06311.0 eV/A -0.071/-0.075-0.0290.0* eV/A -0.071/-0.075-0.0410.0* E Dfaut dempilement eV/A 0.0075 / 0.00900.0062 17.0* Al : Ni : GrandeursRf.Exp.[N7]Simulations (Ce travail)Erreur (%) A0 (Angstrom)3.523.5200.0 E0 (eV)-4.45 0.0 B (ergs/cm3)1.8101.8040.3 C (Ergs/cm3)0.5000.4960.8 C44_(Ergs/cm3)1.2501.2490.1 C11_(Ergs/cm3)2.4702.4660.1 C12_(Ergs/cm3)1.4701.4730.2 eV/A -0.148-0.128 13.0 eV/A -0.148-0.107 0.0* eV/A -0.148-0.100 0.0* E Dfaut dempilement eV/A 0.01900.0198 4.5*
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  • Rsultats (2/2) Cu : GrandeursRf.Exp.[N11]Simulations (ce travail) Erreur (%) A0 (Angstrom)3.6153.6200.1 E0 (eV)-3.540-3.5340.2 B (ergs/cm3)1.3831.3631.4 C (Ergs/cm3)0.2380.2400.8 C44_(Ergs/cm3)0.7580.7772.5 C11_(Ergs/cm3)1.7001.6831.0 C12_(Ergs/cm3)1.2251.2031.8 eV/A -0.111-0.08721.0 eV/A -0.111-0.0480.0* eV/A -0.111-0.0580.0*
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  • 2 me phase / 2 : Validation du code GEN_EAM_X (M. Demirel) Dtermination du potentiel nickel Dtermination du potentiel aluminium
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  • Production du potentiel EAM nickel GrandeursRf.Exp.[N]SimulationsErreur (%) A0 (Angstrom) 3,52 0.0 E0 (eV) -4,450-4.452 0.1 B (ergs/cm3)1.8101.789 1,2 C (Ergs/cm3)0.5000.498 0,4 C44_(Ergs/cm3) 1,2501.2182,5 C11_(Ergs/cm3)2.4702.453 0.6 C12_(Ergs/cm3)1.4701.456 0.9 eV/A -0.148 eV/A -0.148-0.132 eV/A -0.148-0.109 0.0*
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  • Objectif principal du stage : Production du Potentiel EAM de Loxyde de nickel GrandeursRf.ExperimentalesSimulations (ce travail)Erreur (%) A0 (Angstrom) 3,52 0.0 E0 (eV) -9,5 -9.503 0,1 B (ergs/cm3)1.450 1.460 0,7 C (Ergs/cm3)0.450 0.411 8,7 C44_(Ergs/cm3) 1,0901.1566,00 C11_(Ergs/cm3)2.110 2,0084,8 C12_(Ergs/cm3)1.2101.187 eV/A -0.290 -0,230 eV/A -0.290 -0,232 eV/A -0.290 -0,220 0.0*
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  • Interface mtal/oxyde Fonctionnelle d'Harris E (d) = -E 0.(1+d*).exp(-d*) Avec d*= (d-d 0 )/L Travaux en cours dapprofondissement
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  • Application : introduction des potentiels dans la situation de fissuration Simulation par P. Arnoux avec les potentiels obtenus par M. Demirel au cours du stage Travaux en cours dapprofondissement
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  • Conclusions Succs : possible emploi de GEN_EAM_X Objectif atteint : potentiel EAM de lOxyde Stage de recherche premire tape du sujet de thse Modlisation et simulation sujet prometteur et ambitieux