مطالعه ریزساختار نانو­ذرات مس و نیکل حین فرآیند تف­جوشی چند­مرحله­ای با استفاده از شبیه­سازی دینامیک مولکولی

فرآیند تف­جوشی به عنوان یکی از مراحل مهم استحکام­بخشی ذرات پودری در روش تولید با متالورژی پودر به شمار می­رود. تف­جوشی نانوذرات به علت وجود انرژی سطحی بالای این مواد، به عوامل مهمی همچون هندسه نانوذرات، ویژگی­های سطحی شامل حضور یا عدم حضور زبری و خلل و فرج، ابعاد ذرات و غیره، وابسته بوده و با تغییر هر کدام از این پارامترها، به مقدار زیادی دست­ خوش تغییر می­شود. در مطالعه حاضر به منظور بررسی تحولات ریزساختار نانو­ذرات مس و نیکل حین فرآیند تف­جوشی، ابتدا مراحل مختلف این فرآیند شبیه­سازی شده، سپس نتایج با استفاده از الگوریتم استخراج و شناسایی نابه­جایی­ها تحلیل می­شوند. در ادامه به منظور محاسبه میزان ضریب نفوذ مس در نیکل در دما­های مختلف، فاکتور مربع متوسط جابه­جایی اتمی محاسبه شده و بر اساس آن ضریب نفوذ اتمی استخراج می­گردد. نتایج نشان می­دهد که تف­جوشی ابتدا به دلیل چرخش آزاد ذرات شروع می­شود و سپس به دلیل تاثیر انحناء، تشدید شده و به دلیل نفوذ اتم­های سطحی ادامه می­یابد. با افزایش دما، ساختار کریستالی در محل اتصال، به آمورف تغییر یافته و نابه­جایی­های جزئی از محل اتصال نانوذرات، جوانه­زنی می­کنند. محاسبه ضریب نفوذ در دماهای مختلف نشان می­دهد که با افزایش دما، شیب منحنی مربع متوسط جابه­جایی افزایش یافته و ضریب نفوذ مس در نیکل افزایش می­یابد.