The Effect of pressure on phase transformation in liquid Cu cluster at different cooling rates: a molecular dynamics study

Farklı Hızlarda Soğutulan Sıvı Cu Kümeli Yapısındaki Faz Dönüşümüne Basıncın Etkisi: Moleküler Dinamik Çalışması

Abstract

In this study, structural changes in the liquid phase Cu cluster structure under different pressure values for 2x1013 K/s and 2x1012 K/s cooling rates were determined by molecular dynamic simulation method. Inter atomic interactions for the NVT statistical ensemble were calculated using the Quantum Sutton-Chen (K-SC) potential function. Structural transitions during the cooling process from liquid phase were determined by using changes in cohesive energy (EC) and radial distribution function (RDF). The Cu cluster structure was found to transformation directly from the liquid-amorphous phase to the fcc (surface-centered cubic structure) unit cell crystalline phase during the cooling processes. Increased pressure values were found to be effective on phase transformation times.

Özet

Bu çalışmada, sıvı fazdaki Cu kümeli yapısının (cluster) 2x1013 K/s ve 2x1012 K/s soğutma hızları için farklı basınç değerleri altında yapısal değişimlerini belirlemek için moleküler dinamik benzetimi kullanıldı. NVT istatistiksel topluluğuna sahip moleküler dinamik hücresindeki atomlar arası etkileşmeleri hesaplamak için Kuantum Sutton-Chen (K-SC) potansiyel fonksiyonu kullanıldı. Sıvı fazdan soğutma işlemleri esnasında meydana gelen yapısal geçişler kohesif enerjideki (Ec) değişimler ve radyal dağılım fonksiyonu (RDF) kullanılarak belirlenmeye çalışıldı. Cu kümeli yapısının soğutma işlemleri esnasında sıvı-amorf fazdan, fcc (yüzey merkezli kübik yapı) birim hücreli kristal faza doğrudan geçiş yaptığı tespit edildi. Artan basınç değerlerinin faz geçiş süreleri üzerinde etkili olduğu görüldü.