اثر فشار بر فرايند هاي ذوب ، انجماد و ذوب مجدد آلومينيوم : بررسي به روش شبيه سازي ديناميك مولكولي د رمقياس اتمي

Pressure effect on melting, solidification and remelting of Aluminum: atomic-scale molecular dynamics study

در اين پژوهش ، اثر اعمال فشار خارجي بر فرايندهاي ذوب و انجماد و ذوب مجدد آلومينيوم به روش شبيه سازي ديناميك مولكولي بررسي شده است. براي شبيه سازي فرايندهاي دو فشار (1GPa و 2GPa) در نظر گرفته شد. ساختار كريستالي سيستم در طي فرايندهاي مختلف با استفاده از تابع پراكندگي شعاعي بررسي شد. دماي ذوب و انجماد آلومينيوم توسط تغييرات انرژي سيستم تعيين شد. نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه دماي ذوب با افزايش فشار اعمالي افزايش مي يابد. رد طي فرايند انجماد ساختار كريستالي يا شبيه آمورف مي تواند تشكيل شود كه اين ساختار وابسته به فشار اعماليست .همچنين ، بررسي دماي ذوب مجدد نشان داد كه دماي ذوب وابسته به مقدار كريستالي بودن ساختار سيستم است.

In this investigation effects of pressure on structural tansition of Aluminum during solidification and remelting is studied by means of a molecular dynamics simulation using Sutton-Chen many body potential. Two different pressures, i.e. 1 GPa and 2GPa, were used. Radial distribution functions were used to examine the structure of the system. The melting and crystallization temperatures of aluminum were evaluated using the internal energy of the system. It is shown that melting temperature of aluminum increases as pressure increases. During solidification, crystalline or amorphous-like structure is formed depends on the pressure. Remelting of the amorphous solidified material is accompanied with crystallization before melting at pressure of 1 GPa. The melting temperature also depends on the degree of structural crystallinity before remelting.