Fe-Cr, Ni-Cr, Fe-Ni ve FeCrNi alaşım sistemlerinin faz dönüşüm mekanizmasının moleküler dinamik yöntemle incelenmesi / Investigation of phase transformation mechanism of Fe-Cr, Ni-Cr, Fe-Ni and FeCrNi alloy systems by molecular dynamics method

Abstract

Sunulan çalışmada, orta (medium) entropili alaşımlar sınıfına giren Fe-Cr, Ni-Cr, Fe-Ni ve Fe-Cr-Ni ikili ve üçlü alaşım sistemleri SCIGRESS tabanlı çok platformlu moleküler tasarım, modelleme ve dinamik yazılımı kullanılarak moleküler dinamik (MD) benzetim (simülasyon) metodu ile modellenmiştir. Modellenen sistemler belirli konsantrasyon oranlarında ve faz diyagramlarındaki kristal örgü yapılarına uygun şekilde kurulmuştur. İlk olarak, sistemlere uygun potansiyel fonksiyonu olarak Grujicic-Zhou (GZ) tipi gömülü atom metoduna dayalı potansiyel enerji fonksiyonu seçilmiştir. Daha sonra, model sistemler belirli bir süre gevşetme (relaxation) sürecine tabi tutulmuş ve faz uzayında en kararlı yapıları elde edilmiştir. Son olarak, en kararlı yapılar üzerinde ısıtma-soğutma işlemleri uygulanarak model sistemlerin faz dönüşüm mekanizmaları incelenmiştir. Bu süreçlerde, sıcaklık, hacim, entalpi, potansiyel enerji ve yoğunluk gibi termodinamik parametreler hesaplanmıştır. Ayrıca, faz dönüşüm mekanizması ve yapısal özellikler radyal dağılım fonksiyonları (RDF) ve kara ortalama yer değiştirmeler (MSD) kullanılarak analiz edilmiştir. Dönüşümler esnasında elde edilen atomik konumlar kullanılarak MD hücrelerinin üç boyutlu resimleri ve oluşan kristal yapıların sayısı görselleştirme ve analiz yazılım programı kullanılarak elde edilmiştir. Tüm bu süreçlerde MD hesaplama yöntemi ile elde edilen sonuçlar deneysel veriler ile karşılaştırılarak yorumlanmıştır.