Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Scaling law of engineering parameters for nickel nanowires

Yıl 2021, Cilt: 26 Sayı: 1, 315 - 324, 30.04.2021
https://doi.org/10.17482/uumfd.861078

Öz

The nickel nanowires which have been the focus of researchers' attention for their physical properties in recent years are the main subject of this study. The mechanical properties of the single crystal nickel nanowires have been investigated with the help of molecular dynamics simulations and scaling law has been developed for engineering parameters (elasticity modulus, yield stress and maximum stress) by using earlier published experimental studies. In addition, the evolution of crystal structure during the deformation of nickel nanowires was examined by common neighbor analysis. The most important goal of this study is to develop a scaling law for multi-scale modeling of the nickel nanowires.

Kaynakça

  • Abdullaeva, Z. (2017) Nanomaterials in daily life: Compounds, synthesis, processing and commercialization, Springer International Publishing, A.B.D.
  • Daw M.S., Baskes M.I. (1984) Embedded-atom method: Derivation and application to impurities, surfaces, and other defects in metals, Phys. Rev. B., 29, 6443–53. doi:10.1103/PhysRevB.29.6443
  • Diao J., Gall K., Dunn M.L. (2004) Atomistic simulation of the structure and elastic properties of gold nanowires, J. Mech. Phys. Solids, 52, 1935–62. doi:10.1016/j.jmps.2004.03.009
  • Dupont V., Sansoz F. (2009) Molecular dynamics study of crystal plasticity during nanoindentation in Ni nanowires, J. Mater. Res., 24, 948–56. doi:10.1557/jmr.2009.0103
  • Ertürk A. S., Yıldız Y. O. ve Kırca M. (2019) Mechanical Performance ve Morphological Evolution of Heat-Treated Nanoporous Gold: A Molecular Dynamics Study, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 108, 15-21. doi:10.1016/j.physe.2018.11.028
  • Foiles S.M., Baskes M.I., Daw M.S. (1986) Embedded-atom-method functions for the fcc metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, and their alloys, Phys. Rev. B., 33, 7983–91. doi:10.1103/PhysRevB.33.7983
  • Kulshrestha K., Thakur B., Verma Y.P., Jindal P. (2017) Development of Small Pressure Sensing Unit using Nano-Materials, Mater. Today Proc., vol. 4, p. 10422–6. doi:10.1016/j.matpr.2017.06.392
  • Molleman B., Hiemstra T. (2018) Size and shape dependency of the surface energy of metallic nanoparticles: Unifying the atomic and thermodynamic approaches, Phys. Chem. Chem. Phys., 20, 20575–87. doi:10.1039/c8cp02346h
  • Park H.S., Gall K., Zimmerman J.A. (2006) Deformation of FCC nanowires by twinning and slip, J. Mech. Phys. Solids, 54, 1862–81. doi:10.1016/j.jmps.2006.03.006
  • Peng C., Zhong Y., Lu Y., Narayanan S., Zhu T., Lou J. (2013) Strain rate dependent mechanical properties in single crystal nickel nanowires, Appl. Phys. Lett., 102, 083102. doi:10.1063/1.4793481
  • Peng C., Ganesan Y., Lu Y., Lou J. (2012) Size dependent mechanical properties of single crystalline nickel nanowires, J. Appl. Phys., 111, 063524. doi:10.1063/1.3698625
  • Pinheiro P.C., Sousa C.T., Araújo J.P., Guiomar A.J., Trindade T. (2013) Functionalization of nickel nanowires with a fluorophore aiming at new probes for multimodal bioanalysis, J. Colloid Interface Sci., 410, 21–6. doi:10.1016/j.jcis.2013.07.065
  • Plimpton S. (1995) Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics, J. Comput. Phys., 117, 1–19. doi:10.1006/jcph.1995.1039
  • Su D., Kim H.S., Kim W.S., Wang G. (2012) Mesoporous nickel oxide nanowires: Hydrothermal synthesis, characterisation and applications for lithium-ion batteries and supercapacitors with superior performance, Chem - A Eur. J., 18, 8224–9. doi:10.1002/chem.201200086
  • Thompson A.P., Plimpton S.J., Mattson W. (2009) General formulation of pressure and stress tensor for arbitrary many-body interaction potentials under periodic boundary conditions, J. Chem. Phys., 131, 154107. doi:10.1063/1.3245303
  • Wang W.D., Yi C.L., Fan K.Q. (2013) Molecular dynamics study on temperature and strain rate dependences of mechanical tensile properties of ultrathin nickel nanowires, Trans. Nonferrous Met. Soc. China (English Ed), 23, 3353–61. doi:10.1016/S1003-6326(13)62875-7
  • Wang S., Chen K., Wang M., Li H., Chen G., Liu J., et al. (2018) Controllable synthesis of nickel nanowires and its application in high sensitivity, stretchable strain sensor for body motion sensing, J. Mater. Chem. C., 6, 4737–45. doi:10.1039/C7TC05970A
  • Wu H.A. (2006) Molecular dynamics study on mechanics of metal nanowire, Mech. Res. Commun., 33, 9–16. doi:10.1016/j.euromechsol.2005.11.008
  • Yıldız Y. O. ve Kırca M. (2017) Effects of Ultrathin Coating on the Tensile Behavior of Nanoporous Gold, Journal of Applied Physics, 122, 084305. doi:10.1063/1.5000368

NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI

Yıl 2021, Cilt: 26 Sayı: 1, 315 - 324, 30.04.2021
https://doi.org/10.17482/uumfd.861078

Öz

Bu çalışmanın ana konusunu, son yıllarda fiziksel özellikleriyle araştırmacıların ilgi odağında olan nikel nanoteller oluşturmaktadır. Tek kristalli nikel nanotellerin mekanik özellikleri moleküler dinamik simülasyonları vasıtasıyla incelenmiş ve literatürdeki deneysel çalışmalardan da faydalanılarak mühendislik parametreleri (elastisite modülü, akma gerilmesi ve maksimum gerilme) için ölçeklendirme kuralı geliştirilmiştir. Ayrıca nikel naotellerin deformasyon esnasındaki kristal yapısının değişimi ortak komşu analizi ile ortaya konmuştur. Bu çalışmanın en önemli hedefi; nikel nanoteller özelinde çok ölçekli modelleme için literatüre ölçeklendirme kuralı kazandırmaktır.

Kaynakça

  • Abdullaeva, Z. (2017) Nanomaterials in daily life: Compounds, synthesis, processing and commercialization, Springer International Publishing, A.B.D.
  • Daw M.S., Baskes M.I. (1984) Embedded-atom method: Derivation and application to impurities, surfaces, and other defects in metals, Phys. Rev. B., 29, 6443–53. doi:10.1103/PhysRevB.29.6443
  • Diao J., Gall K., Dunn M.L. (2004) Atomistic simulation of the structure and elastic properties of gold nanowires, J. Mech. Phys. Solids, 52, 1935–62. doi:10.1016/j.jmps.2004.03.009
  • Dupont V., Sansoz F. (2009) Molecular dynamics study of crystal plasticity during nanoindentation in Ni nanowires, J. Mater. Res., 24, 948–56. doi:10.1557/jmr.2009.0103
  • Ertürk A. S., Yıldız Y. O. ve Kırca M. (2019) Mechanical Performance ve Morphological Evolution of Heat-Treated Nanoporous Gold: A Molecular Dynamics Study, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 108, 15-21. doi:10.1016/j.physe.2018.11.028
  • Foiles S.M., Baskes M.I., Daw M.S. (1986) Embedded-atom-method functions for the fcc metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, and their alloys, Phys. Rev. B., 33, 7983–91. doi:10.1103/PhysRevB.33.7983
  • Kulshrestha K., Thakur B., Verma Y.P., Jindal P. (2017) Development of Small Pressure Sensing Unit using Nano-Materials, Mater. Today Proc., vol. 4, p. 10422–6. doi:10.1016/j.matpr.2017.06.392
  • Molleman B., Hiemstra T. (2018) Size and shape dependency of the surface energy of metallic nanoparticles: Unifying the atomic and thermodynamic approaches, Phys. Chem. Chem. Phys., 20, 20575–87. doi:10.1039/c8cp02346h
  • Park H.S., Gall K., Zimmerman J.A. (2006) Deformation of FCC nanowires by twinning and slip, J. Mech. Phys. Solids, 54, 1862–81. doi:10.1016/j.jmps.2006.03.006
  • Peng C., Zhong Y., Lu Y., Narayanan S., Zhu T., Lou J. (2013) Strain rate dependent mechanical properties in single crystal nickel nanowires, Appl. Phys. Lett., 102, 083102. doi:10.1063/1.4793481
  • Peng C., Ganesan Y., Lu Y., Lou J. (2012) Size dependent mechanical properties of single crystalline nickel nanowires, J. Appl. Phys., 111, 063524. doi:10.1063/1.3698625
  • Pinheiro P.C., Sousa C.T., Araújo J.P., Guiomar A.J., Trindade T. (2013) Functionalization of nickel nanowires with a fluorophore aiming at new probes for multimodal bioanalysis, J. Colloid Interface Sci., 410, 21–6. doi:10.1016/j.jcis.2013.07.065
  • Plimpton S. (1995) Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics, J. Comput. Phys., 117, 1–19. doi:10.1006/jcph.1995.1039
  • Su D., Kim H.S., Kim W.S., Wang G. (2012) Mesoporous nickel oxide nanowires: Hydrothermal synthesis, characterisation and applications for lithium-ion batteries and supercapacitors with superior performance, Chem - A Eur. J., 18, 8224–9. doi:10.1002/chem.201200086
  • Thompson A.P., Plimpton S.J., Mattson W. (2009) General formulation of pressure and stress tensor for arbitrary many-body interaction potentials under periodic boundary conditions, J. Chem. Phys., 131, 154107. doi:10.1063/1.3245303
  • Wang W.D., Yi C.L., Fan K.Q. (2013) Molecular dynamics study on temperature and strain rate dependences of mechanical tensile properties of ultrathin nickel nanowires, Trans. Nonferrous Met. Soc. China (English Ed), 23, 3353–61. doi:10.1016/S1003-6326(13)62875-7
  • Wang S., Chen K., Wang M., Li H., Chen G., Liu J., et al. (2018) Controllable synthesis of nickel nanowires and its application in high sensitivity, stretchable strain sensor for body motion sensing, J. Mater. Chem. C., 6, 4737–45. doi:10.1039/C7TC05970A
  • Wu H.A. (2006) Molecular dynamics study on mechanics of metal nanowire, Mech. Res. Commun., 33, 9–16. doi:10.1016/j.euromechsol.2005.11.008
  • Yıldız Y. O. ve Kırca M. (2017) Effects of Ultrathin Coating on the Tensile Behavior of Nanoporous Gold, Journal of Applied Physics, 122, 084305. doi:10.1063/1.5000368
Toplam 19 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Nanoteknoloji
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Yunus Onur Yıldız 0000-0001-5693-6682

Yayımlanma Tarihi 30 Nisan 2021
Gönderilme Tarihi 14 Ocak 2021
Kabul Tarihi 1 Nisan 2021
Yayımlandığı Sayı Yıl 2021 Cilt: 26 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Yıldız, Y. O. (2021). NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 26(1), 315-324. https://doi.org/10.17482/uumfd.861078
AMA Yıldız YO. NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI. UUJFE. Nisan 2021;26(1):315-324. doi:10.17482/uumfd.861078
Chicago Yıldız, Yunus Onur. “NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26, sy. 1 (Nisan 2021): 315-24. https://doi.org/10.17482/uumfd.861078.
EndNote Yıldız YO (01 Nisan 2021) NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26 1 315–324.
IEEE Y. O. Yıldız, “NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI”, UUJFE, c. 26, sy. 1, ss. 315–324, 2021, doi: 10.17482/uumfd.861078.
ISNAD Yıldız, Yunus Onur. “NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 26/1 (Nisan 2021), 315-324. https://doi.org/10.17482/uumfd.861078.
JAMA Yıldız YO. NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI. UUJFE. 2021;26:315–324.
MLA Yıldız, Yunus Onur. “NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI”. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 26, sy. 1, 2021, ss. 315-24, doi:10.17482/uumfd.861078.
Vancouver Yıldız YO. NİKEL NANOTELLER İÇİN MÜHENDİSLİK PARAMETRELERİ ÖLÇEKLENDİRME KURALI. UUJFE. 2021;26(1):315-24.

DUYURU:

30.03.2021- Nisan 2021 (26/1) sayımızdan itibaren TR-Dizin yeni kuralları gereği, dergimizde basılacak makalelerde, ilk gönderim aşamasında Telif Hakkı Formu yanısıra, Çıkar Çatışması Bildirim Formu ve Yazar Katkısı Bildirim Formu da tüm yazarlarca imzalanarak gönderilmelidir. Yayınlanacak makalelerde de makale metni içinde "Çıkar Çatışması" ve "Yazar Katkısı" bölümleri yer alacaktır. İlk gönderim aşamasında doldurulması gereken yeni formlara "Yazım Kuralları" ve "Makale Gönderim Süreci" sayfalarımızdan ulaşılabilir. (Değerlendirme süreci bu tarihten önce tamamlanıp basımı bekleyen makalelerin yanısıra değerlendirme süreci devam eden makaleler için, yazarlar tarafından ilgili formlar doldurularak sisteme yüklenmelidir).  Makale şablonları da, bu değişiklik doğrultusunda güncellenmiştir. Tüm yazarlarımıza önemle duyurulur.

Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa. Tel: (224) 294 1907, Faks: (224) 294 1903, e-posta: mmfd@uludag.edu.tr