Soğutma Hızının Cu54Hf46 Alaşımının Cam Oluşumu ve Atomik Yapısı Üzerine Etkisinin Derinlemesine İncelenmesi
ÇELTEK M. (Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 1002 - Hızlı Destek Programı, 2024 - 2025
- Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
- Destek Programı: 1002 - Hızlı Destek Programı
- Başlama Tarihi: Ağustos 2024
- Bitiş Tarihi: Ağustos 2025
Proje Özeti
Bu çalışmada üçlü farklı soğutma hızı ile soğutulan Cu54Hf46
alaşımının atomik yapısı, cam oluşum süreci ve difüzyon mekanizması, sıkı-
bağlı çok cisim potansiyeli kullanılarak klasik moleküler dinamik
simülasyonları ile derinlemesine incelenmiştir. Hızlı katılaştırma sürecinin
yapısal analizi için hacim-sıcaklık, çiftler dağılım fonksiyonu, yapı faktörü,
koordinasyon sayısı, kimyasal kısa menzil düzen parametresi, Honeycutt-Andersen
ve voronoi mozaikleme analiz yöntemleri kullanılmıştır. Bunların dışında
dinamik özelliklerden öz difüzyon katsayısı hesaplanmıştır. Oda sıcaklığında
hesaplanan kısmi çift dağılım fonksiyonları/toplam yapı faktörleri ile literatürdeki
diğer simülasyonlar/deneysel veriler arasında iyi bir uyum bulunmuştur. Ayrıca
hesaplanan koordinasyon sayılarının literatürde rapor edilen diğer sonuçlar ile
tutarlı olduğu görülmüştür. Azalan soğutma hızı nedeniyle 1551 bağlı
çiftlerinin ve ⟨0,0,12,0⟩ kümelerinin sayısında önemli
bir artış gözlenmiştir. İkozahedral benzeri kümelerin çoğunu Cu merkezli
kümelerin oluşturduğu izlenmiştir. Buda Cu atomlarının sıvı-cam oluşum
sürecinde kritik bir rol oynadığını ortaya koymuştur. Azalan soğutma hızı, sistemin kısa ve orta
menzilli düzenin gelişimine katkıda bulunmuştur. Düşük sıcaklık bölgelerinde
daha hızlı soğutulan sistemin atomlarının mobilitesinin daha fazla olduğu
görülmüştür. Sonuçlar, soğutma hızının
azaltılmasının sistemin cam oluşum sürecini olumlu yönde iyileştirdiğini
göstermiştir. Dahası mevcut model yeni Cu-Hf sistemlerinin geliştirilmesine ve
onların yapılarının farklı şartlar altında anlaşılmasına katkı sağlayacaktır.
Anahtar
Kelimeler: atomik simülasyonlar, cam geçiş sıcaklığı, çiftler
dağılım fonksiyonu, Cu-Hf alaşımları, öz difüzyon katsayısı.