Simulación de propiedades mecánicas de películas delgadas de carburo de tungsteno a partir del modelo Monte Carlo

Abstract

El objetivo de este trabajo es estudiar a partir de simulaciones el comportamiento mecánico de un sistema sustrato/recubrimiento. Se analizan los esfuerzos de contacto y la deformación elástica, al aplicar una carga normal a la superficie de un sistema compuesto por una película delgada resistente al desgaste de Carburo de Tungsteno (WC) y un sustrato de acero inoxidable. El análisis se basa en simulaciones utilizando el método Monte Carlo a partir del algoritmo de Metrópolis; el fenómeno fue simulado a partir de una estructura cristalina centrada en las caras fcc, tanto para el recubrimiento como para el sustrato, asumiendo el plano de deformación uniaxial en el eje z. Los resultados fueron obtenidos para diferentes valores de carga normal aplicada a la superficie del recubrimiento, obteniendo así la curva Esfuerzo vs Deformación del sistema. A partir de la curva se calculó el módulo de Young, obteniéndose un valor de 600 GPa, la cual concuerda con resultados experimentales.