NiAl nano tellerin mekanik özelliklerinin moleküler dinamik yöntemle incelenmesi

Bu tez çalışmasında, şekil hatırlama bölgesinde bulunan Ni-30Al alaşımının nano ölçekli tel modelleri oluşturulmuş ve bu modellerin moleküler dinamik simülasyonları yardımıyla zor-zorlanma davranışları incelenmiştir. Çalışmalarda, atomlararası fiziksel etkileşmeler gömülü atom metodu ile temsil edilmiş ve simülasyonlar açık kaynak kodlu LAMMPS kodları ile gerçekleştirilmiştir. 11 farklı kalınlığa sahip aynı uzunluk ve aynı kristal yönelimli [001] model nano teller üzerinde 0 K, 300 K, 500 K, 700 K ve 900 K sıcaklıklarında ve 1 m/s den 10 m/s ye kadar 10 farklı çekme hızı için moleküler dinamik hesaplamaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlardan, nano tellerin Young modülleri, akma dayanımları, nihai zorlanma değerleri ve kopma zorlanma değerleri elde edilmiştir. Elde edilen bu mekanik parametrelerin sıcaklığa, tel kalınlığına ve çekme hızına bağlı değişimleri belirlenmiştir. Sonuçlar literatürle karşılaştırılarak tartışılmıştır. Çalışmalar sonunda, şekil hatırlamalı Ni-30Al nano tellerinin Young modüllerinin sıcaklıkla lineer olmayan bir şekilde değiştiği, 500 K e kadar önce arttığı ve yüksek sıcaklık fazına geçildikten sonra azaldığı tespit edilmiştir. 1,44 nm kalınlıklı en ince telin 1 m/s çekme hızı ile çekilmesi halinde 300 K sıcaklıktaki Young modülü 72 GPa civarında tespit edilmiştir. Aynı şartlarda akma dayanımı 3,15 GPa ve nihai zor değeri ise 5 GPa olarak belirlenmiştir. 300 K sıcaklıkta Young modülü model kalınlığı arttıkça azalmaktadır. 4,32 nm kalınlığa sahip en kalın nano tel için tespit edilen Young modülü 40 GPa civarındadır. Benzer şekilde, akma dayanımı da tel kalınlığı arttıkça azalmaktadır. En kalın telin 300 K deki akma dayanımı 1,75 GPa değerindedir. Çekme hızının Young modülü üzerindeki etkisi oldukça karmaşıktır ve tel kalınlığına bağlı olarak lineer olmayan bir davranış sergiler. Bu durum, tel kalınlığının, tel içindeki dislokasyon oluşumunu etkileyen en önemli faktör olduğunu ortaya koymaktadır.