铜及其合金因其卓越的导电性、导热性和优异的综合力学性能，在汽车、通讯和电子电力等领域具有广泛的应用。然而，铜及其合金的成本较高，因此常采用铜铝复合材料以降低成本。冷喷涂技术近年来作为一种低温沉积方法，在铜及其他易变形金属颗粒的沉积应用中备受关注。相较于传统涂层制备工艺，冷喷涂具有显著优势，然而，为提高该技术的应用效果，优化关键工艺参数（如颗粒速度）至关重要，这需要深入理解金属颗粒沉积与结合的物理机制。本研究采用冷喷涂技术，在6061-T6铝合金基底上沉积纯铜涂层和非晶合金增强的铜基涂层，并结合实验分析和分子动力学模拟，系统探讨了冷喷涂工艺参数对涂层微观结构及结合性能的影响。实验部分采用三维轮廓仪测量涂层表面粗糙度，并通过OM、SEM和XRD分析涂层的厚度、微观形貌和相组成。结合SEM图像和Image Pro软件计算涂层孔隙率，并利用万能力学试验机测试涂层的剪切强度，随后使用SEM观察剪切断面形貌。研究发现，在相同冷喷涂参数下，非晶合金增强的铜基涂层与铝合金基材的结合强度显著高于纯铜涂层，表明非晶合金的加入对界面结合性能具有积极作用。此外，为进一步揭示铜颗粒在铝合金基底上的沉积机理，本研究利用分子动力学模拟，在原子尺度和皮秒时间尺度下分析了不同颗粒速度对涂层形成的影响。模拟结果表明，铜颗粒在撞击过程中发生显著塑性变形，且位错密度随着颗粒速度的增加而升高，导致晶粒细化。同时，在涂层与铝合金基底的界面处观察到Cu₉Al₄和CuAl金属间化合物的形成，表明原子扩散和再结晶是影响界面结合机制的关键因素。此外，绝热剪切变形导致的局部温度升高进一步促进了界面结合的形成。本研究不仅优化了冷喷涂铜基涂层的设计，提高了涂层的结合强度和微观组织稳定性，还通过分子动力学模拟揭示了颗粒速度对沉积行为的影响，为铜铝复合材料的优化设计提供了理论指导。这些研究成果为冷喷涂技术的工业化应用奠定了理论基础，并有望提升复合材料在实际工程中的可靠性和耐用性。
 

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