Título

ASPERSÃO TÉRMICA A FRIO EM SUBSTRATO FERROSO – UMA ABORDAGEM DE DINÂMICA MOLECULAR

COLD SPRAY PROCESS IN FERROUS SUBSTRATES– A MOLECULAR DYNAMICS APPROACH

Autoria

Marques, Pedro Enrique Monforte Brandao; Júnior, José Roberto de Souza; Rocha, Adriana da Cunha

DOI

10.5151/2594-5327-34292

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Resumo

ESTE TRABALHO APLICA A TÉCNICA DE SIMULAÇÃO DA DINÂMICA MOLECULAR (MD), PARA UMA MELHOR COMPREENSÃO DO MECANISMO DE LIGAÇÃO DAS PARTÍCULAS A NÍVEL ATÔMICO NOS PROCESSOS DE ASPERSÃO TÉRMICA A FRIO (CS) EM SUBSTRATOS FERROSOS. A ANÁLISE DA VARIAÇÃO POTENCIAL DE ENERGIA DAS PARTÍCULAS REVELOU QUE O MECANISMO DE LIGAÇÃO NO PROCESSO CS PODE SER ASSOCIADO PRINCIPALMENTE A DOIS COMPONENTES DE ENERGIA: ENERGIA COESIVA E ENERGIA ADESIVA. DEPENDENDO DOS PARÂMETROS DO PROCESSO (ESPECIALMENTE A ESCOLHA DO MATERIAL DE ALIMENTAÇÃO), AS PARTÍCULAS DEPOSITADAS PODERIAM ALCANÇAR UMA CONDIÇÃO MAIS ESTÁVEL DO QUE AS PARTÍCULAS LIVRES. ISTO PODE SER UM INDICATIVO DE MELHOR ADERÊNCIA ENTRE A PARTÍCULA E O SUBSTRATO. PARA AS CONDIÇÕES DE SIMULAÇÃO, O ESTUDO INDICA QUE AS PARTÍCULAS DE ALUMÍNIO PODEM SER MAIS ADEQUADAS PARA ALCANÇAR MAIOR ESTABILIDADE EM SUBSTRATOS FERROSOS. COM RELAÇÃO À VELOCIDADE DE IMPACTO, VALORES EM TORNO DE 1000 M/S (PARA PARTÍCULAS DE COBRE) LEVAM A UMA MAIOR ESTABILIDADE NO SUBSTRATO FERROSO. PARTÍCULAS MENORES DE COBRE TAMBÉM ALCANÇAM MAIS ESTABILIDADE NO SUBSTRATO.

 

THIS WORK APPLIES MOLECULAR DYNAMICS (MD) SIMULATIONS FOR A BETTER UNDERSTANDING OF THE PARTICLE BONDING MECHANISM AT AN ATOMIC LEVEL ON COLD SPRAY PROCESSES (CS) IN FERROUS SUBSTRATES. THE PARTICLE POTENTIAL ENERGY VARIATION ANALYSIS REVEALED THAT BONDING MECHANISM IN CS PROCESS CAN BE ASSOCIATED TO MAINLY TWO ENERGY COMPONENTS: COHESIVE ENERGY AND ADHESIVE ENERGY. DEPENDING ON THE PROCESS PARAMETERS (ESPECIALLY FEEDSTOCK MATERIAL CHOICE), DEPOSITED PARTICLES COULD ACHIEVE A MORE STABLE CONDITION THAN FREE PARTICLES. THIS MIGHT BE AN INDICATIVE OF BETTER ADHESION BETWEEN THE PARTICLE AND THE SUBSTRATE. FOR THE SIMULATION CONDITIONS, THE STUDY FINDS THAT ALUMINUM PARTICLES ARE BETTER SUITED TO ACHIEVE MORE STABILITY ON FERROUS SUBSTRATES. REGARDING THE IMPACT VELOCITY, VALUES AROUND 1000 M/S (FOR COPPER PARTICLES) LEADS TO MORE STABILITY IN FERROUS SUBSTRATE. SMALLER PARTICLES OF COPPER ALSO ACHIEVED MORE STABILITY ON FERROUS SUBSTRATE.

Palavras-chave

Revestimentos; aspersão a frio; simulação; dinâmica molecular.

Coatings; cold spray; simulation; molecular dynamics.