Rivadulla, Francisco y Bañobre-López, Manuel y Quintela, Camilo X. y Piñeiro , Alberto y Pardo, Victor y Baldomir, Daniel y López-Quintela, Manuel Arturo y Rivas, José y Ramos, Carlos A. y Salva, Horacio y Zhou, Jian-Shi y Goodenough, John B. (2009) Reducción del módulo de compresibilidad a altas presiones en CrN / Reduction of the bulk modulus at high pressure in CrN. Nature Materials, 8 (12). pp. 947-951. ISSN 1476-1122
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Resumen en español
Existe un constante incremento de recubrimientos de nitruros en la industria de herramientas de corte debido a su dureza, estabilidad térmica y resistencia a la corrosión. Estas propiedades derivan de sus fuertes ligaduras covalentes; la comprensión de estas ligaduras es un requisito para el diseño de materiales super-duros con propiedades mejoradas. Aquí reportamos un transición inducida por presión de la fase cúbica a ortorrómbica a aprox. 1 GPa en CrN. Tanto resultados de rayos X a alta presión como cálculos de primeros principios muestran una reducción inesperada del módulo de compresibilidad, Ko, de alrededor de 25% en la fase de mayor presión (menor volúmen). Nuestra aproximación teórica-experimental muestra que este efecto es el resutlado de una gran magnetostricción de intercambio debida a efectos de los aproximación de los electrones de los orbitales localizados del Cr: t2g al intervenir como orbitales moleculares in la ligadura Cr-Cr. El ablandamiento del CrN bajo presión se manifiesta en una fuerte competencia entre diferentes tipos de ligaduras químicas que se encuentran en el cambio de caràcter en la transición electrónica de estados localizados a estados de ligaduras moleculares.
Resumen en inglés
Nitride coatings are increasingly demanded in the cutting- and machining-tool industry owing to their hardness, thermal stability and resistance to corrosion. These properties derive from strongly covalent bonds; understanding the bonding is a requirement for the design of superhard materials with improved capabilities. Here, we report a pressure-induced cubic-to orthorhombic transition at aproxmately 1GPa in CrN. High-pressure X-ray diffraction and ab-initio calculation show an unexpected reduction of the bulk modulus, Ko, of about 25%, in the high-pressure (lower volume) phase. Our combined theoretical and experimental approach shows that this effect is the result of a large exchange striction due to the approach of the localized Cr: t2g electrons to becoming molecular-orbital electrons in Cr-Cr bonds. The softening of the CrN under pressure is a manifestation of a strong competition between different types of chemical bond that are found at a crossover from a localized to a molecular-orbital electronic transition.
| Tipo de objeto: | Artículo |
|---|---|
| Editor: | Nature Publishing Group |
| Palabras Clave: | CrN; Bulk modulus reduction, High pressure phase transition, ab-initio LDA LAPW |
| Número de Identificación: | DOI 10-1039/NMAT2538 |
| Materias: | Física Ingeniería mecánica |
| Divisiones: | Investigación y aplicaciones no nucleares > Física > Resonancias magnéticas |
| Código ID: | 105 |
| Depositado Por: | Prof Carlos A Ramos |
| Depositado En: | 14 Jun 2010 10:48 |
| Última Modificación: | 27 Ene 2012 10:40 |
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