Large scale Molecular Dynamics simulation of microstructure formation during thermal spraying of pure copper

فرایندهای اسپری حرارتی به طور گسترده ای برای ساخت سیستم های پیشرفته پوشش استفاده می شود، برای مثال پوشش های فلزی برای پوشیدن و محافظت در برابر خوردگی. خواص پوشش مورد نظر با ساختار میکروارگانیسم نزدیک است، که به شدت تحت تاثیر پارامترهای پردازش مانند دما، اندازه و سرعت ذرات اسپری است. در این مقاله، شبیه سازی های دینامیک مولکولی در مقیاس بزرگ به منظور بررسی مکانیزم های تشکیل ریز ساختار در طی فرایند اسپری نانو ذرات داغ بر روی یک بستر در دمای اتاق با استفاده از مس خالص به عنوان یک ماده معیار برای طبقه ی گسترده ای از چهره محور مکعب فلزات برای ارزیابی اثر پارامترهای پردازش بر روی مورفولوژی پوشش، تعدادی از شبیه سازی انجام شده است که در آن دمای اولیه، اندازه و سرعت ذرات مس به طور سیستماتیک به منظور بررسی تکامل حرارتی و میکرو سازه در طول ناکافی متغیر است. دو نوع متمایز مکانیسم تشکیل میکرو سازمانی که منجر به ریزپردازگی پوشش های مختلف می شوند، در تحقیقات حاضر مشاهده می شوند که به واسطه تغییر شکل پلاستیک و یا فرآیند ذوب و پس از آن، انجماد می باشد. علاوه بر این، یک مدل انگیزه ترمودینامیکی به عنوان تابع دمای و سرعت ذرات توسعه یافته است، که پیش بینی می کند مکانیزم های میکروساختار مشاهده شده در شبیه سازی ها. نتایج به دست می دهد بینش ابتکاری در مکانیزم های تشکیل ریز ساختار در یک مقیاس اتومیستی، که می تواند به عنوان ورودی اولیه برای مدل سازی پیوسته فرایند اسپری حرارتی استفاده می شود.