Bazı M2AX fazı bı̇leşı̇klerı̇nı̇n yapısal, elektronı̇k, anı̇zotropı̇k, elastı̇k ve örgü dı̇namı̇ğı̇ özellı̇klerı̇nı̇n yoğunluk fonksı̇yonelı̇ teorı̇sı̇ ı̇le ı̇ncelenmesı̇

Abstract

Bu tez çalışmasında M2AB (M = Cr, Mo, W; A = Al, P, Si) MAX Faz Boron bileşiklerinin yapısal, elektronik, anizotropik elastik, örgü dinamiği ve termodinamik özellikleri Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT) esas alınarak Genelleştirilmiş Gradiyent Yaklaşımı (GGA)'nın kullanıldığı VASP kaynak kodu ile araştırıldı. M2AB (M = Cr, Mo, W; A = Al, P, Si) bileşiklerinin negatif oluşum entalpileri hesaplanarak bu bileşiklerin kararlı ve sentezlenebilir olduğu gösterildi. Örgü sabitleri(a), elastik sabitleri (Cij), kayma modülü (G), Young modülü (E), Bulk modülü (B) ve Poisson oranı (ν) gibi temel fiziksel parametreler hesaplandı. Cr2AlB ve Mo2AlB kırılgan karakter göstermektedir ve bunun dışındaki tüm bileşikler sünek karakter göstermektedir. Bu özelliklere ek olarak M2AB (M = Cr, Mo, W; A = Al, P, Si) bileşiklerinin, lineer sıkıştırılabilirliği, Poisson oranı, Young ve Shear modüllerinin anizotropik özellik gösterdiği belirlendi ve yön bağımlılığı grafikleri çizilerek iki ve üç boyutlu olarak görselleştirildi. Elde edilen elektronik bant yapıları ve durum yoğunlukları eğrileri incelendi ve bileşiklerin metalik karaktere sahip olduğu görüldü. M2AB (M = Cr, Mo, W; A = Al, P, Si) bileşiklerinin fonon dispersiyon eğrileri ve ilgili eğrilerin durum yoğunlukları çizildi. Fonon dispersiyon eğrilerinden W2PB ve Cr2PB dışında diğer bileşiklerin dinamik olarak kararlı olduğu görüldü. Kullanılan yöntemin bu bileşiklerin özelliklerini başarılı biçimde tahmin ettiği görüldü. M2AB (M = Cr, Mo, W; A = Al, P, Si) MAX Faz Bor bileşiklerinden olmayan W ve B katkılı bileşiklerin muhtemelen ilk çalışmasıdır ve gelecekteki çalışmalara yön verebilir. Hesaplamalar sonucu elde edilen verilerin deneysel çalışan araştırmacılar için güvenilir bir kaynak olarak dikkate alınacağı umulmaktadır.

In this study M2AB (M=Cr, Mo, W; A=Al, P, Si) MAX Phase borides compounds structural, electronic, elastic, anisotropic elastic, lattice dynamical and thermodynamical properties have been using the first principles calculations. This calculation has been using the generalized gradient approximation (GGA) based on Density Functional Theory (DFT) with VASP licensed code. Basic physical parameters such as elastic constants (Cij), Shear modulus (G), Young's Modulus (E), Bulk Modulus (B) and Poisson's Ratio (ν) were calculated by VASP. The negative formation enthalpy(ΔHf) calculated for all compounds shown that the compounds were stable and synthesizable. As a result of the calculations, M2AB (M=Cr, Mo, W; A=Al, P, Si) compounds have ionic bonding character. In addition Cr2AlB and Mo2AlB shown brittle characters but other compounds shown ductile character. Anisotropic properties for M2AB (M=Cr, Mo, W; A=Al, P, Si) compounds were calculated and visualized. Linear compressibility was found to be spherical in xy plane but the other planes it was observed anisotropic behaviour. The other anisotropic properties such as Young's modulus, shear modulus and Poisson's Ratio were observed related to direction. M2AB compounds for the obtained electronic band structures and density of states have metallic character. The phonon dispersion curves and the density of states were plotted for M2AB (M=Cr, Mo, W; A=Al, P, Si) compounds. It is probably the first study of compounds with W and B additives that are not boron compounds and may guide future studies. It is hoped that the data obtained as a result of the calculations will be considered as a reliable source for experimental researchers.