Farklı Hızlarda Soğutulan Sıvı Cu Kümeli Yapısındaki Faz Dönüşümüne Basıncın Etkisi: Moleküler Dinamik Çalışması

Bu çalışmada, sıvı fazdaki Cu kümeli yapısının (cluster) 2x1013 K/s ve 2x1012 K/s soğutma hızları için farklı basınç değerleri altında yapısal değişimlerini belirlemek için moleküler dinamik benzetimi kullanıldı. NVT istatistiksel topluluğuna sahip moleküler dinamik hücresindeki atomlar arası etkileşmeleri hesaplamak için Kuantum Sutton-Chen (K-SC) potansiyel fonksiyonu kullanıldı. Sıvı fazdan soğutma işlemleri esnasında meydana gelen yapısal geçişler kohesif enerjideki (Ec) değişimler ve radyal dağılım fonksiyonu (RDF) kullanılarak belirlenmeye çalışıldı. Cu kümeli yapısının soğutma işlemleri esnasında sıvı-amorf fazdan, fcc (yüzey merkezli kübik yapı) birim hücreli kristal faza doğrudan geçiş yaptığı tespit edildi. Artan basınç değerlerinin faz geçiş süreleri üzerinde etkili olduğu görüldü.  

The Effect of pressure on phase transformation in liquid Cu cluster at different cooling rates: a molecular dynamics study

In this study, structural changes in the liquid phase Cu cluster structure under different pressure values for 2x1013 K/s and 2x1012 K/s cooling rates were determined by molecular dynamic simulation method. Inter atomic interactions for the NVT statistical ensemble were calculated using the Quantum Sutton-Chen (K-SC) potential function. Structural transitions during the cooling process from liquid phase were determined by using changes in cohesive energy (EC) and radial distribution function (RDF). The Cu cluster structure was found to transformation directly from the liquid-amorphous phase to the fcc (surface-centered cubic structure) unit cell crystalline phase during the cooling processes. Increased pressure values were found to be effective on phase transformation times.

___

  • Binns C, 2001. Nanoclusters deposited on surfaces. Surf. Sci. Rep., 44: 1-49.
  • Böyükata M, Belchiorb JC, 2008. Structural and Energetic Analysis of Copper Clusters: MD Study of Cun (n = 2 -45). J. Braz. Chem. Soc., 19(5): 884-893.
  • Cagin T, Dereli G, Uludogan M, Tomak M, 1999. Thermal and mechanical properties of some fcc transition metals. Phys. Rev. B, 59(4): 3468-3472.
  • Caprion D, Schober HR, 2003. Computer Simulation of Liquid and Amorphous Selenium. J. of Non-Crys. Solids, 326: 369-373.
  • Chang WJ, 2003. Molecular-dynamics study of mechanical properties of nanoscale copper with vacancies under static and cyclic loading. Microelectronic Engineering, 65: 239-246.
  • Daw MS, Hatcher RD, 1985. Application of the embedded atom method to phonons in transition metals. Solid State Comm., 56: 697-699.
  • Finnis MW, Sinclair JE, 1984. A simple empirical N-body potential for transition metals. Philosophical Magazine, 50: 45-55.
  • Grujicic M. Dang P, 1995. Computer simulation of martensitic transformation in Fe-Ni face-centerd cubic alloys. Materials Science and Engineering A, 201: 194-204.
  • Gui J, Cui Y, Xu S, Wang Q, Ye Y, Xiang M, Wang R, 1994. Embedded- atom method study of the effect of order degree on the lattice parameters of Cu based shape-memory alloys. J. Phys.: Condens. Matter, 6: 4601-4614.
  • Hendy SC, Schebarchov D, Awasthi A, 2009. Molecular dynamics simulations of nanoparticles. Int. J. Nanotechnol., 6(3): 274-287.
  • Jaque P, Toro-Labbe´ A, 2002. Characterization of copper clusters through the use of density functional theory reactivity descriptors. J. Chem. Phys., 117: 3208-3218.
  • Joo SH, Choi SJ, Oh I, Kwak J, Liu Z, Terasaki O, Ryoo R, 2001. Ordered nanoporous arrays of carbon supporting high dispersions of platinum nanoparticles. Nature (London), 412: 169-172.
  • Kart SÖ, Erbay A, Kılıç H, Çagın T, Tomak M, 2008. Molecular dynamics study of Cu-Pd order alloys. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 31(1): 41-45.
  • Kazanc S, 2006. Molecular dynamics study of pressure effect on glass formation and the crystallization in liquid CuNi alloy, Computational Materials Science 38; 405–409.
  • Li TT, He C, Zhang WX, Cheng M, 2018. Structural and melting properties of Cu-Ni clusters: A simulation study. Journal of Alloys and Compounds, 752: 76-84.
  • Lin JS, Ju SP, Lee WJ, 2005. Mechanical behavior of gold nanowires with a multishell helical structure. Physical Review B, 72: 085448.
  • Louail L, Maouche D, Roumili A, Hachemi A, 2005. Pressure effect on elastic constants of some transition metals. Mat. Chem. Phys., 91: 17-20.
  • Marque´s LA, Pelaz L, Aboy M, Lopez P, Barbolla J, 2005. Atomistic modelling of dopant implantation and annealing in Si: damage evolution, dopant diffusion and activation. Comput. Mat. Sci., 33: 92-105.
  • Mogck S, Kooi BJ, De Hosson JTM, 2004. Influence of metal–oxide interfaces on L12 ordering in Cu3Pd. Acta Materialia, 52: 4651–4658.
  • Parrinello M, Rahman A, 1980. Crystal Structure and Pair Potentials: A Molecular-Dynamics Study. Phys. Rev. Lett., 45: 1196-1201.
  • Parrinello M, Rahman A, 1981. Polymorphic transitions in single crystals: A new molecular dynamics method. J. Appl. Phys., 52: 7182-7190.
  • Poater A, Duran M, Jaque P, Labbe´ AT, Sola` M, 2006. Molecular structure and bonding of copper cluster monocarbonyls CunCO (n = 1-9). J. Phys. Chem. B, 110: 6526-6536.
  • Rigby M, Smith EB, Wakeham WA, Maitland GC, 1986. The forces between molecular. Clarendon Press, 144, New York.
  • Shao Y, Clapp PC, Rifkin JA, 1996. Molecular dynamics simulation of martensitic transformations in NiAl. Metall. Mater. Trans. A, 27A: 1477-1489.
  • Sondon T, Saul A, Guevara J, 2007. Magnetic properties of Co–Rh and Ni–Rh nanowires. Phys. B, 298: 352-355.
  • Sutton AP, Chen J, 1990. Long-range Finnis-Sinclair potentials. J. Philosophical Magazine Letter, 61: 139-146.
  • Tolpin KA, Bachurin VI, Yurasova VE, 2012. Features of energy dependence of NiPd sputtering for various ion irradiation angles. Nucl. Instrum. Methods Phys.Res. B, 273: 76-79.
  • Qi WH, Huang BY, Wang MP, Liu FX, Yin ZM, 2008. Freezing of silver cluster and nanowire: A comparison study by molecular dynamics simulation. Computational Material Science, 42: 517-524.
  • Wang L, Peng C, Gong J, 2010. Multishell structure formation in Ni nanowire under uniaxial strain along <001> crystallographic: A molecular dynamics simulation. Physica B, 405: 1721-1724.
  • Valden M, Lai X, Goodman DW, 1998. Onset of catalytic activity of gold clusters on titania with the appearance of nonmetallic properties. Science, 281: 1647-1650.
  • Voter AF, Chen SP, 1987. Accurate Interatomic Potentials for Ni, Al, and Ni3Al. Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 82: 175.
  • Zhang XJ, Chen CL, 2012. Phonon dispersion in the Fcc metals Ca, Sr and Yb. J. Low Temp. Phys., 169: 40-50.
Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi-Cover
  • ISSN: 2146-0574
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: -
Sayıdaki Diğer Makaleler

Güneydoğu Anadolu Bölgesindeki Üç Farklı İlin Üzümlerinin GC-FID Metoduyla Yağ Asitlerinin Karşılaştırılması

Adil UMAZ, Muhammed GÜNGÖREN, M. Fırat BARAN, M. Nuri ATALAR

Damızlık Bıldırcın Rasyonlarına Katılan Nano Çinkonun Performans, Yumurta Özellikleri, Sperm Kalitesi ve Kuluçka Parametreleri Üzerine Etkisi

Onur TATLI, Ömer SEVİM, Solmaz KARAARSLAN, Eren KUTER, Mehmet KAYA, Ehsan KARİMİYAN KHAMSEH, Uğur UÇAN, Bekir Hakan KÖKSAL, Özcan CENGİZ, Ahmet Gökhan ÖNOL

Evaluation of Seed Vigour in White Coat French Bean (Phaseolus vulgaris L.) Seed Lots Under Waterlogged or Field Capacity Conditions

Eren OZDEN, Sıtkı ERMIS, İbrahim DEMIR

Dactylorhiza umbrosa (Kar. & Kir.) Nevski (Orchidaceae)'nin Antioksidan Özellikleri, İz Element ve Mineral Kompozisyonunun Değerlendirilmesi

Hatice KIZILTAŞ, Suat EKİN, Damla YILDIZ, Süleyman Mesut PINAR

Ultrasonik ve Ultrasonik Sınır Altındaki Farklı Ses Frekanslarının Culex pipiens (L.)’in (Diptera: Culicidae) Larvaları Üzerine Etkilerinin Değerlendirilmesi

Halil Ozkurt, Hakan Kavur

Dactylorhiza umbrosa (Kar. & Kir.) Nevski (Orchidaceae)'nin Antioksidan Özellikleri, İz Element ve Mineral Kompozisyonunun Değerlendirilmesi

Hatice KIZILTAŞ, Suat EKİN, Damla YILDIZ, Süleyman Mesut PINAR

Glutatyon Redüktaz Enziminin İnsan Eritrositlerinden Saflaştırılması: Bazı Anti-epileptik ilaçların İnhibisyon Profili

Yeliz DEMİR

Iğdır İli Buğday Ekim Alanlarında Segetal Floranın Belirlenmesi ve Bazı Yabancı Otların Gelişme Biyolojilerinin İncelenmesi

Muhabbet ÜCRAK, Ramazan Gürbüz, İrfan Çoruh

Rize İli Merkez İlçesinde Konut Fiyatlarının Hedonik Fiyat Modeliyle Değerlemesi

İsmet GÜLER, Uğur BAŞER, Mehmet BOZOĞLU

Türkiye’nin Nohut Üretiminin ARIMA Modeli ile Tahmini

Ali BERK, İlkay UÇUM