بررسي اثر صفحات كريستالي و ابزار غيرصلب بر سختي نيكل در فرايند نانودندانه‌گذاري با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي

از آنجايي كه نيكل خواص ضد سايش و خوردگي مناسب به همراه استحكام و شكل پذيري قابل قبول دارد، در ساليان اخير كاربرد وسيعي به ويژه در زمينه سطوح خارجي و پوشش ها داشته است. در اين مقاله فرايند نانو دندانه گذاري نيكل با استفاده از روش ديناميك مولكولي شبيه سازي شد. قطعه كار بصورت تك كريستال و ابزار بصورت نيمه كروي در نظر گرفته شد. در مدل ارائه شده، از تابع پتانسيل بين اتمي هيبريد استفاده شد كه شامل توابع پتانسيل دو و چند اتمي مي باشد. صحت نتايج سختي بر حسب جابجايي ابزار با نتايج موجود در ديگر پژوهش ها تعيين اعتبار شد. در مقياس اتمي ساختاركريستالي داراي خواص جهتي مي باشد. زماني كه نانو دندانه گذاري يك لايه اتمي به اتمام مي رسد و نوبت به لايه ي بعدي مي شود، مكانيزم تغييرشكل، نيروي ابزار و سختي قطعه مي تواند تغيير كند كه در اين پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتايج، بيشترين سختي مربوط به صفحه كريستالي (111) در عمق 1.5 نانومتر شد. از طرف ديگر، فرآيند شبيه‌سازي در دو حالت ابزار صلب و ابزار غيرصلب انجام گرفت تا اثر تغييرشكل ابزار بر فرآيند سختي مورد مطالعه قرار گيرد. بر اساس نتايج، بدليل عدم تغييرشكل ابزار صلب نيروهاي وارد بر ابزار به ميزان % 6.4 در تك كريستال نيكل افزايش داشت. از طرف ديگر بدليل كاهش سطح تماس و افزايش نيرو، سختي تا % 3.6 در ابزار صلب نسبت به ابزار غيرصلب افزايش يافت.