masterThesis
Estabilidad estructural y dinámica de Fe, Fe3S y aleaciones FexS1-x a condiciones del núcleo terrestre
Autor
Valencia Jiménez, Karen Paola
Institución
Resumen
En este trabajo se discuten las propiedades estructurales de varias fases cristalinas de Fe y Fe3S, su estabilidad estructural, dinámica, magnética y el comportamiento de dichas estructuras bajo presión. Nuestros resultados muestran que la fase hexagonal de Fe así como aquella de tipo tetragonal de Fe3S son las más estables a condiciones de alta presión. Adicionalmente, se estudia el efecto de la inclusión sistemática de S en fases solidas de Fe para la composición del núcleo interno terrestre y así comparar con estimados experimentales derivados de estudios sismológicos. Nuestros resultados muestran que el S incorporado en bajas concentraciones estabiliza la fase BCC del Fe a 350 GPa y 0 K, que las estructuras dinámicamente estables corresponden al Fe puro HCP, Fe3S y FeS, así como aleaciones de FexS1-x con una concentración menor a 9.1 wt %. Con base en estos resultados de estabilidad se discuten las implicaciones para la máxima cantidad de S presente en el núcleo interno y su composición. Finalmente se hace un estudio de la incorporación de Fe entre dos fases sólidas y se da un estimado del componente sólido del particionamiento de S, relevante para el entendimiento de la composición y distribución de S entre el núcleo interno sólido y el externo líquido. Esta cantidad es fundamental para comprender el proceso de distribución de S, los diagramas de fase de aleaciones y así el entendimiento de la evolución de la tierra y su proceso de diferenciación.