MANYETAM’da Alaşım Tasarımı ve Ön Değerlendirme Süreçleri İçin ARF App v3 Geliştirildi

MANYETAM bünyesinde yürütülen alaşım tasarımı, yüksek entropili alaşım ön değerlendirme çalışmaları ve kompozisyon temelli hesaplama süreçlerinde kullanılmak üzere ARF App v3 adlı hesaplama destekli bir yazılım aracı geliştirilmiştir.

ARF App v3; özellikle çok bileşenli alaşım sistemlerinde araştırmacıların deneysel çalışma öncesinde hızlı, düzenli ve karşılaştırılabilir ön değerlendirmeler yapabilmesini amaçlamaktadır. Alaşım tasarımında sıklıkla kullanılan karışım entalpisi, karışım entropisi, atomik boyut farkı, elektronegatiflik farkı, valans elektron konsantrasyonu ve benzeri temel parametrelerin hesaplanması normalde farklı veri kaynaklarının incelenmesini, ikili etkileşimlerin ayrı ayrı değerlendirilmesini ve uzun hesaplama adımlarının takip edilmesini gerektirmektedir. ARF App v3, bu süreçleri tek bir kullanıcı arayüzü altında toplayarak hesaplamaların daha sistematik ve izlenebilir şekilde yürütülmesine katkı sağlamaktadır.

Uygulamanın HEA Analizi modülünde, yüksek entropili alaşımlar ve çok bileşenli metalik sistemler için temel termodinamik ve yapısal göstergeler hesaplanabilmektedir. Karışım entalpisi hesaplamalarında element çiftlerine ait ikili etkileşim verileri kullanılarak toplam alaşım kompozisyonuna bağlı değerlendirme yapılmaktadır. Bu yaklaşımda, çok bileşenli bir sistem içerisindeki her bir element çifti ayrı ayrı dikkate alınmakta ve kompozisyon oranlarına bağlı katkılar bir araya getirilerek toplam karışım entalpisi elde edilmektedir. Karışım entalpisi verilerinin oluşturulmasında ve değerlendirilmesinde Miedema modeli temelli ikili entalpi yaklaşımı kullanılarak alaşım sistemlerinin ön termodinamik davranışına yönelik hesaplama desteği sağlanmaktadır.

HEA modülü ayrıca karışım entropisi, atomik boyut uyumsuzluğu, omega parametresi, VEC değeri ve elektronegatiflik farkı gibi yüksek entropili alaşım literatüründe yaygın olarak kullanılan parametreleri de aynı arayüzde sunmaktadır. Böylece araştırmacılar, farklı kompozisyonların faz eğilimi, katı çözelti oluşturma potansiyeli ve genel alaşım tasarım kriterleri açısından ön değerlendirmesini daha hızlı yapabilmektedir.

ARF App v3 içerisinde yer alan AP & WP Analizi modülü, atomik yüzde, ağırlıkça yüzde ve gram bazlı kompozisyon dönüşümlerini element bazlı olarak kolaylaştırmak amacıyla geliştirilmiştir. Çok bileşenli alaşımlarda bu dönüşümler özellikle deneysel üretim öncesinde dikkatli hesaplama gerektirmektedir. Uygulama sayesinde kullanıcılar, belirli bir element oranı veya toplam üretim miktarı üzerinden kompozisyonu hızlı şekilde dönüştürebilmekte; elementlerin atom ağırlıkları dikkate alınarak hesaplamalar daha düzenli biçimde gerçekleştirilebilmektedir.

Uygulamanın Korozyon Analizi modülünde ise alaşım kompozisyonuna bağlı ortalama eşdeğer ağırlık hesaplamaları desteklenmektedir. Çok bileşenli metalik sistemlerde korozyon hesaplamaları için gerekli olan eşdeğer ağırlık yaklaşımı, elementlerin kompozisyondaki katkıları dikkate alınarak ortalama bir değer üzerinden değerlendirilebilmektedir. Bu modül, özellikle elektrokimyasal korozyon deneyleri öncesinde numune kompozisyonuna bağlı hesaplama hazırlıklarının daha hızlı yapılmasına olanak tanımaktadır.

ARF App v3; HEA analizi, AP/WP dönüşümleri ve korozyon hesaplamalarını tek bir masaüstü uygulama altında birleştirerek araştırmacıların farklı hesaplama adımlarını ayrı ayrı yürütme ihtiyacını azaltmaktadır. Bu yönüyle yazılım, MANYETAM bünyesinde yürütülen akademik çalışmalar, proje hazırlıkları, alaşım tasarımı çalışmaları ve deneysel üretim öncesi ön değerlendirme süreçlerinde destekleyici bir dijital araç olarak kullanılmaktadır.

MANYETAM, geliştirilen bu yazılım aracı ile malzeme bilimi ve mühendisliği alanındaki araştırma süreçlerinde hesaplama destekli yaklaşımı güçlendirmeyi ve laboratuvar içi değerlendirme süreçlerini daha sistematik hale getirmeyi hedeflemektedir.