Seminario FAMN – Multiscale simulations of ferrite–cementite interfaces

• Fecha: viernes 9 de mayo 2025
• Hora: a las 10:15h
• Lugar: Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear
• Ponente: Pablo Canca López (Dpto. Física Atómica, Molecular y Nuclear, UGR)

Resumen: Comprender el comportamiento de materiales en entornos extremos, como los presentes en reactores de fusión, requiere un enfoque multiescala que conecte las propiedades electrónicas con fenómenos estructurales a mayor escala. En este seminario se presentarán dos de los modelos más utilizados en la simulación de materiales: la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), una herramienta ab initio basada en la mecánica cuántica que permite describir la estructura electrónica de los materiales, y la Dinámica Molecular (MD), que posibilita el estudio de estructuras con un mayor número de átomos mediante el uso de potenciales interatómicos entrenados.

Como caso de estudio, se abordará el análisis de intercaras entre ferrita y cementita, presentes en aceros como EUROFER97, candidato a componente estructural en futuras instalaciones de fusión. Estas intercaras desempeñan un papel clave en la evolución de defectos bajo irradiación, en parte por su capacidad para absorber o emitir átomos o vacantes. A través de simulaciones combinadas de DFT y MD, se exploran las configuraciones de intercara más energéticamente favorables. Este enfoque multiescala permite obtener una descripción más completa de los mecanismos fundamentales que gobiernan la estabilidad microestructural de los aceros.

Title: Multiscale simulations of ferrite–cementite interfaces

Abstract: Understanding the behavior of materials under extreme conditions, such as those found in fusion reactors, requires a multiscale approach that links electronic properties to larger-scale structural phenomena. This seminar will introduce two of the most widely used models in materials simulation: Density Functional Theory (DFT), an ab initio quantum-mechanical method that enables the description of electronic structure, and Molecular Dynamics (MD), which allows the study of larger atomic systems through the use of trained interatomic potentials.

As a case study, we will focus on the analysis of ferrite–cementite interfaces, which are present in steels such as EUROFER97, a candidate structural material for future fusion facilities. These interfaces play a key role in defect evolution under irradiation, partly due to their ability to absorb or emit atoms or vacancies. By combining DFT and MD simulations, we explore the most energetically favorable interface configurations. This multiscale approach provides a more complete understanding of the fundamental mechanisms governing the microstructural stability of steels.