Investigation of twinning nucleation and propagation in Magnesium by molecular dynamics

Magnezyum malzemesinde deformasyon ikizi çekirdeklenmesinin modellenmesi oldukça çetrefilli bir problem teşkil eder. Özellikle, ikiz bağlantılı yapıların enerjetiğini doğru bir şekilde tarif eden heterojen bir ikizlenme modelinin olmayışı, ikiz enerjetiğinin daha derinlemesine anlaşılması gerektiğine işaret etmektedir. Bu problemi ele almak için, iki aşamalı bir çalışma dahilinde, önce bir asimetrik-eğik tanecik sınırından çekirdeklenen {10-12} çekme ikizi embriyosunun enerjetik evrimi moleküler dinamik simülasyonunda takip edildi. İkiz çekirdeklenmesi ile ilişkili doğrusal, yüzey ve hacim terimleri tespit edildi. İkiz etrafındaki gerinim alanlarını Eshelby formalizmi çerçevesinde tahmin eden bir mikromekanik model öne sürüldü. Bu mikromekanik model ile ikiz enerjisine dahil olan çeşitli ikiz yapılarının payları değerlendirildi. Çalışmanın ikinci kısmında, geliştirilen mikromekanik modeli tamamlamak maksadıyla, ikiz yapılarına ilişkin geometrik değişkenleri sınırlı sayıda orta ölçekli parametreden tahmin edebilen bir model ortaya konuldu. Bu geometrik modelin geniş bir ikiz konfigürasyon seti için sonuçları elde edildi ve mikromekanik modelde yerine konuldu. Böylece bu ikiz seti için potansiyel enerji yüzeyi elde edildi. Klasik ikizlenme teorisi kullanılarak, Mg için {10-12} ikizlenmesi için enerji bariyeri hesaplandı. Üzerinde ikizlenme gerçekleşen tanecik sınırının ikizlenmeyle karakter değiştirmesi neticesinde meydana gelen tanecik sınırı enerjisindeki düşüşün diğer ikiz yüzeylerinin oluşumu için gereken enerji yükünü karşıladığı bulundu. İkizlerin içinde yer alan dizilim hatalarının iki ucundaki doğrusal hataların da ikizin toplam enerjisine ciddi katkı yapmış olabileceği tahmin edildi. Bu sonuçlar, gözlemlenen bu iki etkinin magnezyumda ikiz çekirdeklenme mahallinin tespiti için kritik faktörler olabileceğini göstermektedir.