CuAl alaşımı için Lennard-Jones potansiyel fonksiyonu parametrelerinin simülasyon yöntemiyle belirlenmesi

Moleküler dinamik simülasyonlarmda sonuçların doğruluğu büyük ölçekte, sistemi modellemek için kullanılan potansiyel enerji fonksiyonunun seçimine ve parametrelerinin doğru belirlenmesine bağlıdır. Nükleer koordinatlara bağlı olarak ikili etkileşmeleri temsil etmek için kullanılan en sade potansiyel enerji fonksiyonu Lennard-Jones potansiyelidir. Alaşım sistemleri için bu fonksiyonun parametrelerini belirlemede kullanılan yöntemler, alaşımın $A_{50}B-{50}$ faz bölgesinde doğru sonuçlar vermekle birlikte diğer faz bölgelerinde kullanışlı olmamaktadır. Bu nedenle, CuAl alaşımı için Lennard-Jones potansiyel enerji fonksiyonunun parametreleri, şekil ve hacimce değişebilir moleküler dinamik yöntemiyle optimize edilmeye çalışılmıştır. Elde edilen potansiyel enerji parametreleri ve teorik olarak hesaplanan parametreler kullanılarak, CuAl alaşımının erime sıcaklığı ve çeşitli faz bölgelerinde statik örgü enerjisinin Bain distorsiyonuna karşı değişimi hesaplanmıştır. Bulguların literatür ile karşılaştırılması sonucunda, moleküler dinamik simülasyonu ile elde edilen parametrelerin teorik parametrelere göre daha doğru sonuçlar ürettiği belirlenmiştir.

Determination of the parameters of Lennard-Jones potential function for Cu Al alloy by simulation method

The reality of the results from molecular dynamics simulations depends on choosing the potential energy function used for modelling the system, and on the correct parametrization of the potential energy function. The simplest potential energy function used for the representation of the pairwise interactions with respect to nuclear coordinates is LennardJones potential function. Although the methods used for the determination of the function's parameters, give relatively correct results in $A_{50}B-{50}$ phase region for the alloy system, they do not be useful in other phase region. For this reason, the parameters of Lennard-Jones potential energy function were optimised for the CuAl alloy by the molecular dynamics simulation method in which allows the system to vary in shape and size. The melting temperature and variation of the static lattice energy with Bain distortion were calculated in different phase regions by using parameters determined with the optimisation and theoretically. By the comparison of the obtained parameters with literature, it was seen that the parameters estimated with molecular dynamics simulations are very close to the certain values compared to the parameters calculated theoretically.