بررسی اثر صفحات کریستالی و ابزار غیرصلب بر سختی نیکل در فرایند نانودندانه گذاری با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی

از آنجایی که نیکل خواص ضد سایش و خوردگی مناسب به همراه استحکام و شکل پذیری قابل قبول دارد، در سالیان اخیر کاربرد وسیعی به ویژه در زمینه سطوح خارجی و پوشش ها داشته است. در این مقاله فرایند نانو دندانه گذاری نیکل با استفاده از روش دینامیک مولکولی شبیه سازی شد. قطعه کار بصورت تک کریستال و ابزار بصورت نیمه کروی در نظر گرفته شد. در مدل ارایه شده، از تابع پتانسیل بین اتمی هیبرید استفاده شد که شامل توابع پتانسیل دو و چند اتمی می باشد. صحت نتایج سختی بر حسب جابجایی ابزار با نتایج موجود در دیگر پژوهش ها تعیین اعتبار شد. در مقیاس اتمی ساختارکریستالی دارای خواص جهتی می باشد. زمانی که نانو دندانه گذاری یک لایه اتمی به اتمام می رسد و نوبت به لایه ی بعدی می شود، مکانیزم تغییرشکل، نیروی ابزار و سختی قطعه می تواند تغییر کند که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. بر اساس نتایج، بیشترین سختی مربوط به صفحه کریستالی (111) در عمق 1/5 نانومتر شد. از طرف دیگر، فرآیند شبیه سازی در دو حالت ابزار صلب و ابزار غیرصلب انجام گرفت تا اثر تغییرشکل ابزار بر فرآیند سختی مورد مطالعه قرار گیرد. بر اساس نتایج، بدلیل عدم تغییرشکل ابزار صلب نیروهای وارد بر ابزار به میزان % 4/6 در تک کریستال نیکل افزایش داشت. از طرف دیگر بدلیل کاهش سطح تماس و افزایش نیرو، سختی تا % 6/3 در ابزار صلب نسبت به ابزار غیرصلب افزایش یافت.