2Uchinchi renessansyosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current Challenges, Innovations and Prospects
St.3 PO'LAT MATERIALIDAN TAYYORLANGAN ARRALARARO QISTIRMASI VA TEMIR KLASTERINING O'ZARO TA'SIRINI ATOM/MOLEKULYAR JIHATDAN TAHLIL QILISH
D.M.Muxammadiyev -prof.,
O.X.Abzoirov - (PhD), M.S.Abdisalomov - tayanch doktorant O'zR FA M.T. O'rozboyev nomidagi Mexanika va inshootlar seysmik mustahkamligi instituti. [email protected]. O'zbekiston.
Linter mashinasi texnologik jarayonini taxlil qilish va linter mashinasi uchun yangi konstruksiyadagi energiya va resurstejamkor arralararo qistirmani ishlab chiqish va po'lat St.3 yangi konstruksiyadagi arralararo qistirmani yaratish asosida izlanishlar olib borilmoqda. Izlanishlar natijasida bir qancha kamchiliklar aniqlandi va ularni imkon qadar bartaraf etish ishlari olib borilmoqda. Shuning uchun, biz ushbu tadqiqot ishida, Fen ning Fe na'munasi bilan o'zaro ta'sirini Molekulyar Dinamika (MD) usuli orqali kompyuterda modellashtirish yordamida o'rgandik.
Temir (Fe) atomlarining o'zaro ta'sir jarayonlarini atom/molekulyar jihatdan tavsiflash Molekulyar dinamika (MD) usuliga [1] asoslangan LAMMPS dasturiy paketi yordamida amalga oshirildi [2]. MD simulyatsiyalari murakkab sistemalarning muvozanat va dinamik xususiyatlarini baholash uchun г ishlatilib, ma'lum bir hajmga ega bo'lgan sistemadagi N ta atomlarning vaqt bo'yicha о *
I-раем 82000 дона атолии Fe наъмхнанинг куриниши.
koordmatasi va tezligmi (Nyuton)
harakat tenglamalari asosida hisoblash usuli hisoblanadi [1]. MD asosidagi modellashtirishlarimizda klasterlar orasidagi o'zaro ta'sirlarni tasvirlash uchun ReaxFF ta'sir potensiali parametrlaridan foydalanildi [3].
146
May 15, 2024
Uchinchi renessans yosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current
Modellashtirishlarda model Fe na'muna sifatida 82000 ta atomdan tashkil topgan Fe dan foydalanildi. Bu o'lchamlar eksperimental olingan natijalarga mos keladi [4]. Eksperimentlarda olinadigan Fe na'munaga taqlid qilish maqsadida model nishon uzunligi z yo'nalishi bo'yicha davriy chegara shartlari qo'llanilgan. Modellashtirishlarda termodinamik ansambl sifatida NpT (ya'ni, N tizimdagi atomlar soni, p bosimi va T harorati 2-pacM. FeHmacmepu o'zgarmas saqlanadigan) qo'llanilgan bo'lib, bu ansamblda termodinamik tizim haroratini Nose-Hoover termostati orqali oshirilib [5], qizdirish davomida strukturaning issiqlikdan kengayishi nazorat qilib turiladi.
Fe nishoni ustiga bir xil o'lchamdagi Fe„ klasteri har xil tezliklar bilan tashlanadi. Temir klasterining o'lchami ham eksperimentlardan olingan bo'lib, quyidagi Fen klasteri tashlanadi:
Fe strukturga Fe klasterlarining o'zaro ta'sirin jarayonini o'rganish uchun dastlab Fe 3^aLPeHnM'HaCMP*aaaFumyumuu. 82000 ta atomli strukturaga (na'munaga) NpT (Berendsen) ansamblda 0.02 K/ps
tezlik bilan 300 K gacha qizdiriladi. Keyin NVT (Bussi) ansamblda 200 ps davomida tizim haroratining saqlanishi nazorat qilinadi. So'ngra 20 ps vaqt oralig'i bilan Fe klasteri na'munaga tasodifiy ravishda tashlanadi.
Fe atomlarining na'muna sirtiga tushishidagi o'zaro ta'siri bosimi modellashtirishlarda to'qnashish sur'atiga
\
«œélÊkmm
•••••••••••••••••A*
•••••••••••••••••••
•••••••••••••••••••
4-pacM. Fe HatMYHacu sa KnacmepuHuwyiapo mabcupu.
bog'liq.
Ideal holatda to'qnashish oqimi (zarba kuchi) quyidagicha hisoblanadi:
Na p
J =
(1)
V2 nMRT
Bu ifodadan Fe sirtiga tushayotgan (Fen) klasterlarining minimal bosimi quyidagicha aniqlanadi:
J V2nMRT
p =
Na
(2)
147
May 15, 2024
Uchinchi renessansyosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current Challenges, Innovations and Prospects
bu yerda, J -zarba kuchi (to'qnashish oqimi), Na -Avagadro doimiysi, R - universal gaz doimiysi, M - molyar massa (kg/mol ) va T - harorat (K). Bu modellashtirishlarda xona harorati (300 K) va
zarba oqimiga 340 nnr2 nsga teng.
Fe tagligi bilan Fen klasterining o'zaro ta'siri sirtning qaysi joyiga (koordinatasi) tushishiga, sirt haroratiga, klaster va na'muna konsentratsiyasiga, sirt hajmiga va klasterlar tezligiga bog'liq bo'ladi.
Modellashtirishlarda olingan na'munadagi Fe - Fe orasidagi masofa 0.2410.245 nm bo'lib, bu ideal ko'rinishdagi temir atomlari orasidagi masofaga yaqin
(0.243 nm) chiqdi. Bu esa temir-temir orasidagi masofaga mos ravishda ularning o'zaro ta'sirini to'g'ri ifodalayotganimizni
bildiradi.
Bizni holatimizda Fen klasteri Fe na'muna sirtiga 437.5 m/s tezlikda va xona haroratida (T=300 K) har xil koordina bilan tashlandi.
Natijalar solishtirilganda Fe va Fen molekulalari orasidagi o'zaro ta'sir Fen klasterining qaysi joyiga tushishidan qatiy nazar o'rtacha miqdori deyarli bir xil ekanligi aniqlandi. Ya'ni klasterlar qoldirgan izlari (defekt) bir-biriga yaqin chiqdi. Bundan xulosa qilish mumkinki, Fe na'munasining ma'lum bir o'lchamidan keyin Fen klasterlarining ta'siri (bir xil tezliklarda) deyarli ahamiyat kasb etmay qoladi.
Fe na'munasiga v=437.5 m/s holat uchun Fen adsorbsiya ko'rsatgichi keltirilgan (1-jadval).
1-jadval
№ Klaster (Fen) ning na'muna sirtiga tushish tezligi (m/s) Klaster (Fen) ning na'munaga kirish chuqurligi (A)
1 437.5 2.77
2 437.5 2.75
3 437.5 2.83
4 437.5 2.85
5 437.5 2.45
May 15, 2024
148
Uchinchi renessans yosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current Challenges, Innovations and Prospects
6 437.5 2.67
7 437.5 2.65
O'rtacha: 437.5 2.71
Olib borilgan izlanishlar va modellashtirish natijasida olingan natijalar shuni ko'rsatdiki arralararo qistirmalarga ta'sir etayotgan xar qanday dinamik yoki statik kuchlar albatta arralar orasidagi qistirmaga ta'sir etmasdan qolmasligi o'z isbotini topdi.
REFERENCES
1. B.J. Alder and T.E. Wainwright: Phase transition for a Hard Sphere-System, J. Chem. Phys. 27 (1957) 1208.
2. Plimpton, S.; Crozier, P.; Thompson, A. "LAMMPS-Large-Scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator". Sandia National Laboratories 2007.
3. Kazuki Ihara, Hiroyuki Endoh, Takeshi Saito, and Fumiyuki Nihey, "Separation of Metallic and Semiconducting Single-Wall Carbon Nanotube Solution by Vertical Electric Field", J. Phys Chem.C 115, 2011, 22827 - 22832, dx.doi.org/10.1021/jp2071474.
4. H.J.C. Berendsen, J.P.M. Postma, W.F. van Gunsteren, A. Di Nola, J.R. Haak, Molecular dynamics with coupling to an external bath, J. Chem. Phys. 81 (1984).
149
May 15, 2024
