为保护镁及其合金及延长其元件的使用寿命,镁及其合金的涂层技术得到了广泛的研究和发展。特别值得一提的是,最近几年来发展起来的一种新型的用扩散的方法在镁合金表面制备铝涂层的技术。在另一方面,流化炉反应器是一种新型的可以广泛应用在表面处理工程中的设备。流化炉反应器在固相反应中,可以提供一个动态的反应环境。然而,在动态的反应环境中在镁表面制备铝扩散涂层的研究并未见报道。为了在原子尺度上研究镁和铝的扩散行为,建立模型对镁铝扩散体系所发生的现象进行数值模拟是十分有必要的。分子动力学方法(MD)是一种广泛应用于各种不同体系模拟的方法,它可以适用于从生物大分子到金属等多种不同的体系中。关于使用分子动力学方法对铝镁扩散体系行为的模拟的研究还未见报道。在本文中,所描述的研究内容主要体现在两个部分：a)利用流化炉反应器进行的实验研究；b)利用分子动力学方法进行的对扩散现象的数值模拟。在实验部分中,铝粉被用来在纯镁金属块体上制备扩散涂层。所有的扩散热处理都在流化炉反应器中进行。在制备涂层的过程中,不同的处理温度,及不同的在流化炉中的流化程度对制备后涂层的影响被深入研究。经过金相学处理后,样品被放在光学显微镜下,对其显微结构进行详细研究以分析实际制备后的涂层的质量和缺陷。随后,对样品进行的X射线衍射分析确定了制备后涂层的化学成分。与此同时,本研究选取了分子动力学方法作为模拟铝-镁扩散体系的模拟方法。利用分子动力学方法构建了一个铜-银扩散体系,并利用LAMMPS(大型长尺度原子／分子并行计算模拟器)软件对体系进行了运算。并以此实验来验证分子动力学方法和LAMMPS软件对与本研究中问题解决的可行性。随后,建立了铝-镁扩散体系的模型。所有模拟的计算机计算过程都依赖于在维多利亚省高性能计算合作项目中的计算机资源。此后,通过使用Atomeye, VMD,以及其他的一些自编程序,对模拟的结果进行了可视化和后处理。本研究中建立了多种不同模型被用来验证模型的可靠性以及各种参数对扩散过程的影响。不同的势函数参数,包括一组EAM势函数的参数,以及四组MEAM势函数的参数被应用在模型中以验证不同势函数参数对铝-镁扩散体系问题研究的可适用性。对模拟结果的可视化生动的演示了在原子尺度上铝-镁扩散体系的行为。此外,不同的扩散温度和压力被应用到模型中以研究这些参数对扩散过程的影响。通过与实验数据和实验结果的对比,对模型的准确性进行验证。最后,通过定性分析对实验结果与模拟的结果进行了比较。