بررسی اثر چسبندگی بین دو سطح بر کار نیروی اصطکاک و سایش در مقیاس نانو با استفاده از دینامیک مولکولی

در این پژوهش، با بهره گیری از دینامیک مولکولی اثر چسبندگی بر میزان حذف و جدا شدن مواد در طی فرایند خراش در مقیاس نانو و به روش عددی با کمک آزمون نانو خراش موردمطالعه قرارگرفته است. در این شبیه سازی، آزمون خراش با استفاده از یک سری تنظیمات مجازی بر یک زیرلایه صاف با ساختار مکعبی وجوه پر تک بلور و یک قلم خراش مخروطی با نوک کروی با عمق های خراش 0، 3، 7 و 10 آنگستروم انجام شده است. از پتانسیل کلاسیک بین اتمی لنارد-جونز برای مدل سازی و تنظیم چسبندگی بین اتم های قلم و زیرلایه استفاده شده است که این چسبندگی های در نظر گرفته شده از 5 تا 70 درصد قدرت چسبندگی بین اتمی اتم های آلومینیوم هست. با این کار اثر ماده روانکار بدون مدل سازی آن موردبررسی قرار می گیرد. باوجوداینکه بررسی تاثیر چسبندگی به طور مداوم در مطالعات گذشته صرف نظر می شده، اما مشاهده شده است که در خراش با عمق های کمتر، کار چسبان اثر قابل توجهی بر کار اصطکاک و سایش خواهد داشت. شایان ذکر است که در این مطالعه به دلیل اینکه اثر شکل پذیری اصلی ترین مکانیسم سایش بوده است، مطابق با مشاهدات تجربی کار اصطکاک و سایش باهم رابطه ای خطی دارند.