Molecular dynamics simulation of nanoindentation in Cr, Al layers and Al/Cr bilayers, using a hard spherical nanoindenter

Abstract

En este trabajo se realizaron simulaciones empleando dinámica molecular tridimensional aplicada a la técnica de nanoindentación, usando el método de la esfera dura en películas de Cr (bcc), Al (fcc) y sistemas (Cr/Al)n (n=1,2). Se empleó un potencial interatómico de Morse con el fin de describir la interacción en cada cristal y el contacto entre las estructuras de Cr y Al. Se emplearon condiciones de frontera fijas y un potencial radial repulsivo para modelar la punta esférica del indentador. Con estas condiciones se obtuvieron las propiedades mecánicas ideales a 0 K, simulando curvas de carga-descarga. Las bicapas presentaron dureza y módulo de Young altos, comparados con valores obtenidos en capas de Cr y Al. Además, la región de los átomos en movimiento después del proceso de descarga muestra un límite parabólico continuo en las capas de Al y Cr, y limites discontinuos en las bicapas, causados por las interfaces.