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1、轴向交变磁场对电场活化烧结工艺温度场影响的数值分析郭亮*李元元李小强杨俊逸杨超刘允中陈维平（华南理工大学机械学院，广州五山，510640）摘要：电场活化烧结工艺中样品同一横截面沿径向有较大的温度差，严重影响了烧结体的组织均匀性；这已为很多实验及模拟分析所证明；其中心温度远高于边缘温度，这个问题在现有的电场活化烧结装置尚未根本解决；本文提出了在电场活化烧结过程中施加轴向交变磁场与脉冲电场耦合改善径向温度场的方法，并对不同大小磁场的作用进行了数值模拟；通过对钛粉等电场烧结过程温度场的模拟可以看出，施加轴向交变磁场可使横截面上的最大温度差减少四分之三，其原因是交变磁场的感应电流具有趋肤效应，可以使
2、样品外部得到更多的热量。关键词：交变磁场电场活化烧结温度场耦合NumericalanalysisaboutinfluenceofaxialalternatingmagneticfieldontemperaturefieldinEFASTGUOLiang*,LIYuan-yuan,LIXiao-qiang,YANGJun-yi,YANGChao，LIUYun-zhong,CHENWei-ping(CollegeofMechanicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abstract：Dueto
3、largetemperaturegradientonthecrosssection,microstructurehomogeneityoftheproductsisusuallydestroyedduringelectricfieldactivatedsintering(EFAST).Thetemperaturesintheinnerpartarehigherthanthoseoftheouterpart,whichishardlytobesolvedinexistingEFASTdevices.Inordertoimprovethetemperaturegradient,amethodis
4、proposedthatadoptsaxialalternatingmagneticfieldcoupledwiththepulseelectricfield.Andtitaniumpowderwaschosenasresearchobjecttostudytemperaturefield.Asthecurrentinducedbythemagneticfieldpossessesskineffect,whichgeneratesmorequantityofheatwithintheouterpartandregulatesthetemperaturedistributioninEFAST.
5、ThesimulationresultsshowthemaximumtemperaturedifferenceintheproductsduringEFASTcoupledwithmagneticfieldisloweredbythreefourthsofthatofonlyadoptingpulseelectricfield.Keywords:AlternatingMagneticField,ElectricFieldActivatedSintering,TemperatureField,Coupleguoliangchn@163.com1.引言基金项目：国家杰出青年基金(No.50323
6、5516)和广东省重点攻关项目(No.2003A107030)资助。现代粉末冶金技术的一个重大的发展方向就是高温等离子体可迅速消除粉末颗粒表面吸附的杂质快速致密化方法的使用，特别是电场活化烧结和气体,促使物质产生高速度的扩散和迁移,从而有效（EFAST）的方法。电场活化烧结方法的实质就是利地降低烧结温度,促使烧结过程加快,即能在较低温度用等离子活化、机械压力、电阻加热等快速实现粉末下和较短时间内实现固结。电场活化烧结与热压法、体的烧结致密化。与自蔓燃高温合成和微波烧结相似,热等静压法、无压常规烧结法相比,具有许多优点,如它是利用在粉末内部产生的热量而实现快速烧结的操作方便、可精确控制烧结能、
7、烧结速度快、重现性方法。好、安全可靠等由于电场活化烧结方法升温速度快、在电场活化烧结过程中，脉冲电流具有多种独特烧结时间短（一般小于10min），因此可以得到细晶组的作用；脉冲电流在粉末颗粒间或空隙内产生瞬间的织并且材料的致密度较高。但烧结产品固有的一些缺*作者简介郭亮1968年生，博士研究生，高级工程师；主陷仍未根本解决；比如烧结温度在横纵向的差异以及要从事电磁场作用下的材料加工研究Tel:86-20-80
