Moleküler Dinamik Benzetim Yöntemi ile Isıtma İşlemi Sırasında Platin Metalinin Yapısal Gelişimi ve Erime Noktası Üzerine Atomlar-arası Potansiyel Etkisinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, farklı atomlar-arası potansiyeller ve klasik moleküler dinamik (MD) benzetimleri kullanılarak, yüzey merkezli kübik (fcc) yapıya sahip platin (Pt) elementinin taban durumdan başlayıp erime noktasının hemen üzerindeki bir sıcaklık aralığındaki fiziksel özellikleri ve atomik yapısının devinimi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Artan sıcaklığa bağlı olarak katı sistemin yapısal gelişimini analiz etmek ve erime noktasını belirlemek için çiftler dağılım fonksiyonu (PDF), enerji-sıcaklık (E-T), örgü parametresi-sıcaklık (a-T), doğrusal termal genleşme katsayı-sıcaklık (CLTE-T) eğrileri ve çift analiz yöntemi gibi analiz yöntemleri kullanıldı. Tüm potansiyeller için MD benzetiminin sonuçlarının analizinden elde edilen veriler daha önce rapor edilen deneysel veya teorik verilerle karşılaştırılmış ve tartışılmıştır. Farklı atomlar-arası potansiyellerle elde edilen sonuçlar çoğunlukla birbirleri ile tutarlı olmasına rağmen, farklılık gösterdikleri noktalar da bulunmaktadır. Özellikle, sistemin erime noktasının belirlenmesi konusunda, her bir potansiyelin farklı erime sıcaklıkları ürettiği gözlenmiştir. Tüm potansiyel enerji fonksiyonlarında ortak olarak, artan sıcaklıkla birlikte fcc yapıyı temsil eden 1421 bağlı çiftlerinin sayısı azalmış ve bu çiftlerin büyük bir bölümünün özellikle kusurlu icosahedra (deficos) ve kusurlu fcc yapıyı temsil eden 1541 ve 1431 bağlı çiftlerine dönüştüğü görülmüştür. Pt elementi için burada ele alınan potansiyellerin bazıları düşük bazıları ise yüksek sıcaklık aralığındaki fiziksel özellikleri açıklamada başarılı olurken, Sheng ve arkadaşları tarafından öne sürülen gömülü atom metot potansiyeli (EAM1) ve sıkı-bağlı (TB) potansiyelinin saf Pt elementinin geniş sıcaklık ölçeğinde ele alınan tüm özelliklerini açıklamada diğerlerine göre daha başarılı olduğu görülmüştür.