Aplicación de simulación con dinámica molecular al cálculo de energía relativa de borde de grano en hielo

Abstract

En este trabajo se calculó la energía de los bordes de grano en hielo y la energía superficial del hielo mediante simulaciones de dinámica molecular en muestras bicristalinas con bordes de grano simétricos en función de la desorientación cristalina de los mismos. La energía relativa de borde de grano se obtuvo como el cociente entre la energía de los bordes de grano en hielo y la energía superficial del hielo de la misma cara expuesta. Las muestras bicristalinas de hielo creadas para las simulaciones tenían una desorientación alrededor del eje 101 0 y el ángulo de desorientación  se barrió cada 10o en el intervalo [0o, 180°]. Los resultados fueron comparados satisfactoriamente con resultados experimentales de energía relativa de borde de grano simétricos en hielo puro obtenidos mediante mediciones de replicas plásticas usando microscopía confocal.

In this work the energies of the ice grain boundary and of the ice surface were calculated by molecular dynamics simulations for symmetric grain boundaries with different crystalline disorientations.. The relative grain boundary energy is obtained as the ratio of the energies of the ice grain boundary and of the ice surface. The ice samples used in the simulations had disorientation around the axis 1010 and the disorientation angle  in the range [0°, 180°]. The results were compared successfully with experimental relative energies measured in pure ice symmetrical grain boundaries by confocal microscopy, using plastic replicas.