Pressure Effects on the Structural Evolution of Monatomic Metallic Liquid Hafnium

Authors : Sedat ŞENGÜL, Murat ÇELTEK

Pages : 144-158

Doi:10.17798/bitlisfen.416922

View : 17 | Download : 12

Publication Date : 2018-06-29

Article Type : Research Paper

Abstract :Mono-atomik metalik sıvı hafniyumun 0-50 GPa yüksek basınçları altındaki yapısal değişimi, hızlı katılaştırma süreci sırasında sıkı-bağlı çok cisim potansiyeli kullanılarak moleküler dinamik benzetimleri ile araştırılmıştır. Yapısal gelişim ve cam oluşum süreçleri çiftler dağılım fonksiyonları, Wendt-Abraham parametresi, Honeycutt-Andersen ve Voronoi tessellation metotları kullanılarak analiz edilmiştir. Sistem 2x10 13 Ks -1 'lik bir soğutma oranı ile soğutulduğunda, P≤40 GPa olan basınçlar için camsı yapı ve P = 50 GPa basıncında da kristal faz elde edildi. Basıncın artmasıyla, yüzey merkezli kübik (fcc) ve altıgen sıkı paketlenmiş (hcp) (fcc + hcp) tipi bağlı çiftlerin sayısı çarpıcı bir şekilde artarken, mükemmel icosahedra, bozuk icosahedra ve cisim merkezli kübik (bcc) tipi bağlı çiftlerin sayısı azalmıştır. Bu, sistemin katılaşma sürecinin sıvıda çekirdeklenme ile başladığını ve artan basınçla çekirdeklenmenin gelişmeye devam ettiğini gösterir. Sonuçlar, yerel atomik bağlı çiftlerin varyasyonunun, cam oluşumu ve kristalleşme sürecinin anlaşılması açısından büyük önem taşıdığını göstermektedir. Bununla birlikte, uygulanan yüksek basıncın icosahedral düzeni zayıflattığı ve düşük sıcaklıklarda camsı hafniyumdaki diğer kümelerin sayısını arttırdığı gözlenmiştir. Ayrıca, cam geçiş sıcaklıklarının, ana bağlı tiplerin ve ana temel kümelerinin artan basınçla değiştiği gözlenmiştir.
Keywords : Metalik Camlar, Cam Şekillendirme Yeteneği, Moleküler Dinamik Simülasyon, Çift Analizi, Basınç Etkisi, Hafniyum