Estudio de aleaciones de Fe1-xSx y Fe1-xSix a condiciones del núcleo interno terrestre

Abstract

La estabilidad de las fases de Fe y sus aleaciones resulta esencial para la comprensión de la evolución de la tierra y la correlación entre la composición del núcleo interno sólido y el externo líquido. La existencia de un núcleo externo más ligero sugiere la presencia de componentes con menor peso atómico como el S y el Si, cuyas propiedades termodinámicas resultan fundamentales para la interpretación de los diagramas de fase en el núcleo interno. Este estudio se enfoca en el sistema binario Fe-S y Fe-Si a condiciones de temperatura y presión del núcleo interno. En particular, se presenta un estudio sistemático basado en métodos de modelamiento computacional de la estabilidad de aleaciones de Fe(1-x)Sx y Fe(1-x)Six con concentraciones desde 7,58 wt % hasta 33,44 wt % de S y 6,70 wt % a 33,46 wt % de Si a condiciones de presión de 350 GPa. Se muestra la influencia de S y Si en la estabilidad de las estructuras cristalinas en los sistemas hexagonal (hcp) y cúbico (bcc) del Fe, a partir los cálculos del exceso de entalpía y frecuencias vibracionales en estas fases. Finalmente se discute las implicaciones de la incorporación de S y Si en la composición y estabilidad del núcleo terrestre.