Nano yapılı amorf metallerin durum denklemlerinin moleküler dinamik yöntemi ile belirlenmesi
Determination of equations of state for nano-structured amorphous metals by molecular dynamics method
- Tez No: 212145
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SONER ÖZGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Moleküler dinamik benzetimi, durum denklemleri, amorf yapılar, nano yapılar, termodinamik parametreler, Molecular dynamics simulation, equation of state, amorphous structures, nano structures, thermodynamic parameters
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Durum denklemleri, maddelerin termodinamik parametrelerini hesaplamak için kullanılmaktadır. Moleküler dinamik benzetim metotları, analitik yaklaşımlara alternatif olarak bu hesapları yapmak için kullanılabilir. Bu tez çalışmasında, moleküler dinamik benzetim metodu kullanılarak, nikel ve bakır metalleri için izoterm ve izobar eğrileri elde edilmiştir. Nikel sisteminin atomları arasındaki fiziksel etkileşmeler Voter-Chen tipi gömülmüş atom metodu ile, bakır metali için de Johnson tipi gömülmüş atom metodu kullanılarak modellenmiştir. Çalışmalarda, periyodik sınır şartlarının kullanıldığı ve kullanılmadığı iki grup moleküler dinamik benzetimi gerçekleştirilmiştir. Sınır şartlarının kullanıldığı sistemler ?hacimli - bulk? olarak, sınır şartlarının uygulanmadığı sistemler ise ?nano yapı? olarak isimlendirilmiştir. Her iki grup çalışmada da, hızlı soğutma tekniği kullanılarak elde edilmiş amorf yapılar incelenmiştir. Nikel metali için 108 - 6912 arasında atom bulunduran nano yapıların ve aynı şekilde bu sistemlerin amorf fazlarının termodinamik özellikleri incelenmiştir. Bu yapıların atom sayısına bağlı entalpi ve potansiyel enerji değişimleri karşılaştırmalı olarak tartışılmıştır. Elde edilen verilerden V=f (P, T) denklemleri ve yüzey grafikleri oluşturuldu. Sonuçlar, Vinet, Birch-Murnaghan ve Davydov durum denklemleri ile karşılaştırılarak tartışıldı. Moleküler dinamik yöntemle belirlenen sonuçların analitik hesaplamalarla tutarlı olduğu görüldü. Ayrıca, nano yapılı amorf sistemlerin hacimlerini belirlemek için farklı bir yöntem denendi ve uygun sonuçlar ürettiği görüldü. Buna göre, nano yapılı sistemlerin hem hacimli kristal yapılara göre hem de amorf fazlı yapılarına göre daha yoğun yapılandıkları tespit edildi.
Özet (Çeviri)
Equations of state are used to calculate the thermodynamics parameters of matters. Instead of analytical calculations, the molecular dynamics simulation methods as alternative approach can be used to calculate equations of state. In this thesis, the isotherm and isobar curves for nickel and copper metals have been obtained by using molecular dynamics simulations. Voter-Chen and Johnson type of embedded atom methods have been used for modeling the physical interactions between atoms of nickel and copper, respectively. The molecular dynamics method have been carried out in two different ways. In the first, which is called bulk-structured, periodic boundary conditions were acted on the molecular dynamics cell while in the second, called nano-structured, periodic boundary conditions were not acted. In the both applications, thermodynamics properties of the amorphous model systems obtained by rapid quench technique applied in an another molecular dynamics simulation have been investigated. The thermodynamics properties of nano structures and its amorphous phases consisting of different number of atoms varying from 108 to 6912 have been investigated. The variation of enthalpy and potential energy with the number of atoms have been analyzed with respect to each other. V=f(P,T) relations and its surface graphs have been produced from the obtained results. The results have been discussed by comparing the calculated results with those obtained from Vinet, Birch-Murnaghan and Davydov equations of state. It has been concluded that the results from molecular dynamics simulations are in consistent with those from the analytical expressions. In addition, a different method to calculate the volume of nano-structured amorphous systems have been developed and its results are in good agreement with experimental data. It has been determined by this method that the nano-structured systems are more densely formed as compared to both bulk crystals and amorphous structures.
Benzer Tezler
- Synthesis of silicon-graphene composite anode via magnesiothermic reduction of silica fume for high-performance lithium-ion batteries
Yüksek performanslı lityum-iyon bataryalar için silisyum-grafen kompozit anot malzemesinin silika dumanının magneziotermik yolla indirgenmesi ile sentezlenmesi
NİHAT FATİH KAYACIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA YAVUZ
- The effect of erbium ion concentration on structural and optical properties of ZnSe quantum dot doped SiO2 glass
ZnSe kuantum noktası katkılı SiO2 camların yapısal ve optik özelliklerine erbium iyon konsantrasyonunun etkisi
OLGUN ERGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ÖZEN
- Production and characterization of white light based on energy up conversion mechanisms in Yb+3,Nd+3,Tm+3 rare earth ions doped y2o3-sio2 nano-phosphor materials
Yb+3,Nd+3,Tm+3 nadir toprak iyon katkili Y2O3-SiO2 nanofosfor malzemelerde üst enerji̇ dönüşüm mekanizmasına dayalı beyaz ışık üretimi ve karakterizasyonu
HATUN ÇINKAYA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK
- Polyacrylonitrile based nanofibers with conductive polymers and their stabilization
İletken polimerler içeren poliakrilonitril tabanlı nanolifler ve stabilizasyonu
EZGİ İŞMAR ŞİR
Doktora
İngilizce
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Optimization of fragmentation behaviour of brittle phase in a ductile matrix during mechanical alloying for the production of nano composite powders and final products
Mekanik alaşımlama sırasında gevrek fazın sünek matris içerisindeki ufalanma davranışlarının optimize edilmesi ve nano kompozit tozu nihai ürün üretimi
AYDIN ŞELTE
Doktora
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL