PROPUESTAS DE TEMAS PARA REALIZAR TESIS DOCTORALES Y ESTADÍAS POST-DOCTORALES EN EL LAHN - CONVOCATORIA A BECAS DE CONICET 2020

 

DIFRACCIÓN DE NEUTRONES PARA EL ESTUDIO DE MATERIALES MAGNETOELÉCTRICOS con ALTA TEMPERATURA DE ORDEN

Beca DOCTORAL / POSDOCTORAL
Directora: Gabriela Aurelio
Lugar de Trabajo: Centro Atómico Bariloche - LAHN
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 El acoplamiento magnetoeléctrico es un fenómeno a través del cual puede emerger ferroelectricidad en un material como consecuencia del orden magnético, y es de alto interés para aplicaciones tecnológicas más eficientes en términos de consumo de energía. Este plan de trabajo se centrará en la búsqueda de compuestos promisorios, que presenten temperaturas de orden magnético cercanas o incluso superiores a temperatura ambiente, ya que esto permite diseñar materiales más cercanos al campo de las aplicaciones. Un ingrediente característico de los compuestos a explorar es la frustración magnética, ya sea generada por la geometría de las estructuras o por la competencia de interacciones. Se estudiará el rol de la frustración explorando variables tales como el desorden químico y los estados de spin, para poder discriminar las contribuciones clave que conllevan al acople magnetoeléctrico y la sintonía de temperaturas de orden altas. Se utilizarán técnicas de cristaloquímica, síntesis de óxidos en forma de polvos, técnicas de caracterización magnética y eléctrica de compuestos cerámicos y sobre todo, técnicas de difracción de neutrones para el estudio del orden magnético y la cristalografía de los nuevos materiales sintetizados.


CARACTERIZACIÓN DE MONOCROMADORES DE SILICIO PERFECTO CURVADOS ELÁSTICAMENTE

Beca: DOCTORAL
Director: Javier Santisteban
Co-Director: Miguel Ángel Vicente Álvarez
Lugar de Trabajo: Centro Atómico Bariloche - LAHN
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El instrumento ANDES será un difractómetro multi-propósito optimizado para la medición de tensiones residuales. Este instrumento utilizará (alternativamente) tres monocromadores de neutrones para seleccionar y enfocar en la muestra los neutrones de la energía seleccionada para realizar cada experimento. Para la medición de tensiones residuales se utilizan cristales de silicio curvados elásticamente ya que permiten una combinación óptima de flujo y resolución instrumental. Sin embargo, estos monocromadores deben ser optimizados en su radio de curvatura para cada material que se desea estudiar, a fin de ajustar la divergencia y el intervalo de longitudes de onda incidentes sobre la muestra. La performance obtenida depende también del ángulo de corte y del espesor de cristal monocromador. Debido a la baja ductilidad del Silicio, el radio máximo de curvatura alcanzable (previo a la ruptura) depende del espesor del cristal utilizado. Una alternativa para conseguir mayores curvaturas a fin de ampliar el rango de divergencias y el intervalo de longitudes de onda disponibles consiste en usar varios cristales delgados (que aceptan radios de curvatura mayores) colocados en serie en el haz de neutrones. El modelado de este problema no es sencillo, y el mismo ha sido encarado dentro del LAHN por medio de simulaciones de Montecarlo. Sin embargo, estos modelos deben aún ser validados y no consideran las imperfecciones características de los arreglos de monocristales reales, tales como las variaciones espaciales de orientación y mosaicidad. Para estudiar las soluciones propuestas desde lo experimental, se propone realizar experimentos de monocromatización de un haz de neutrones en el reactor RA-6 del Centro Atómico Bariloche sobre distintos arreglos de monocristales perfectos de Silicio, curvados elásticamente por medio de un dispositivo específicamente diseñado para tal fin. Los resultados de estos experimentos permitirán validar un modelo teórico desarrollado para describir estos monocromadores, que ha sido implementado en un código abierto de simulaciones de Montecarlo de instrumentos de haces de neutrones (McStas).

 


DESARROLLO Y APLICACIÓN DE MODELOS ELASTO-VISCOPLÁSTICOS PARA LA PREDICCIÓN DE LAS TENSIONES INTERGRANULARES EN ALEACIONES BASE ZR DEFORMADAS

Beca DOCTORAL

Director: Miguel Vicente Alvarez
Lugar de Trabajo: Centro Atómico Bariloche - LAHN
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 Varios de los componentes estructurales de un reactor nuclear son fabricados a partir de tratamientos térmicos y mecánicos de materiales base Zr. Estos procesos incluyen laminado de tubos, extrudado, etc. Durante estos procesos la estructura policristalina del material se modifica, los granos que lo forman rotan y dan lugar a la textura de deformación, a su vez estos granos se deforman mediante la generación de maclas o dislocaciones, y también se generan tensiones entre los granos debido a la incompatibilidad de deformación entre granos vecinos. Tanto la textura, el nivel de deformación interna como las tensiones generadas van a afectar las propiedades finales de la pieza. La técnica de difracción de neutrones y/o rayos X es una poderosa herramienta que permite caracterizar estas variables microestructurales. Por otro lado, para comprender los mecanismos que dan lugar a la evolución de estas cantidades se han desarrollado modelos complejos, en donde se modela la respuesta micromecanica de cada grano dentro del material para simular su respuesta durante el proceso. Uno de los más sofisticados es el que se conoce como modelo elasto-viscoplástico. En esta tesis se pretende que el postulante utilice estos modelos para predecir el comportamiento de los granos durante el proceso de laminado de tubos de Zr2.5Nb y compare los resultados obtenidos con mediciones de la textura, ancho de pico y tensiones internas realizadas sobre muestras laminadas en el sincrotrón APS.

 


MATERIALES A MEDIDA: DISEÑO POR SIMETRÍA, SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE NUEVAS PEROVSKITAS MAGNÉTICAS Y MAGNETOELÉCTRICAS

Beca: DOCTORAL

Director: Raúl Carbonio / Fernando Pomiro
Co-Directora: Gabriela Aurelio
Lugar de Trabajo: INFIQC-CONICET Depto. de Fisicoquímica Facultad de Ciencias Químicas Universidad Nacional de Córdoba
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 Se diseñaran y sintetizarán nuevos materiales con estructura de perovskita. Para el diseño de las mismas, se utilizará un novedoso método basado en enumeraciones de simetría en el cual se combinan los diferentes grados de libertad estructurales y magnéticos presentes en la estructura de la perovskita con el objetivo de obtener nuevos materiales magnetoeléctricos. Se explorarán diferentes métodos de síntesis para la obtención de dichos materiales, que van desde la convencional reacción de estado sólido a métodos húmedos para la generación de precursores altamente reactivos y tratamientos térmicos a altas temperaturas y presiones y en diferentes atmósferas de reacción. En los casos exitosos, se procederá a una detallada caracterización cristalográfica de las muestras, tanto en lo que respecta a estructura cristalina como magnética, así como también a la medición de sus propiedades macroscópicas. Se buscará hacer un uso intensivo de la técnica de difracción de neutrones, capaz de determinar las estructuras magnéticas buscadas.

 


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