Nano yapılı amorf metallerin durum denklemlerinin moleküler dinamik yöntemi ile belirlenmesi

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. Anahtar Kelimeler: Moleküler dinamik benzetimi, durum denklemleri, amorf yapılar, nano yapılar, termodinamik parametreler.