Investigation of Cooling Rate Effect of Liquid Vanadium on the Crystallization Process with Molecular Dynamic Simulation Method

Abstract

Isıtma ve soğutma süreçlerinde vanadyumun mikro yapısal değişimleri ve soğutma hızının kristalizasyon süreci üzerine etkileri gömülü atom metodu kullanılarak moleküler dinamik benzetim yöntemi ile araştırıldı. Soğutma oranın etkisi sekiz farklı soğutma oranı (Q=0.05-10 K/ps) kullanılarak araştırıldı ve sonuçlar çiftler dağılım fonksiyonu, Honeycutt-Andersen ve Voronoi mozaikleme analiz yöntemleri kullanılarak analiz edildi ve ayrıntılı bir şekilde tartışıldı. Erime noktası civarında hesaplanan çiftler dağılım fonksiyonu ve yapı faktörünün deneysel sonuçlarla tutarlı olduğu gözlenmiştir. Daha yavaş soğutma oranları için kristalizasyon sıcaklığından başlayarak ideal bcc kristal yapıyı temsil eden 1441 ve 1661 bağlı çiftlerinin ve <0,6,0,8> kümelerinin ani ve bir o kadar keskin bir artışı izlenmiştir. Daha düşük sıcaklıklarda söz konusu bağlı çiftlerin ve kümelerin dağılımlarının ısıtma sürecinde elde edilen sonuçlarla neredeyse üst üste olduğu gözlenmiştir. Bu sonuçlar yavaş soğutma oranları için sistemin sıvı yapıdan ideal bcc kristal yapıya geçiş yaptığının açık delilidir. Sistem daha hızlı soğutulduğunda, bcc kümelerin yanı sıra başka kristal kümelerin de oluştuğu gözlenmiştir.