陶瓷固相烧结的计算机模拟

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1、佳木斯大学硕士学位论文摘要烧结是陶瓷材料最重要的加工成型方法，烧结理论和计算机模拟技术的发展，为我们研究烧结过程提供了一种新的途径。陶瓷烧结的计算机模拟将有助于理解烧结机制，验证和发展烧结理论，并将有助于烧结工艺优化和烧结体性能预测。本文采用MonteCadoP嘣s模型对陶瓷固相烧结进行模拟研究。研究了各类文献中的两种陶瓷烧结M0ntecadoPottS模型，一是MQr}1ac等人所用的模型，另一个是Tikare等人所用的模型。这两个模型中，所有晶体取向总数Q的大小显著影响模拟结果，特别是烧结动力学。为了克服这一缺点，本文采用了一种改进的Montec础oP0ns模型来模

2、拟陶瓷固相烧结过程，该模型摆脱了前两个模型的缺点。在改进模型中，固相扩散的频率(风)和空位湮灭的频率(功)都是可控制的。分别采用改进模型和Tikafc模型对烧结体的固相烧结过程进行模拟。而适当地调整改进模型中的风和功，得到的烧结动力学和11ka咒模型的结果相同。为了研究实际烧结体的烧结过程，采用几何法模拟出四种组织作为固相烧结的初始组织，这些组织都是由堆积在一起的圆颗粒构成的。其中包括由三个颗粒、四个颗粒、按『F方形点阵排列的颗粒、密排颗粒及不同尺寸的颗粒构成的初始组织。采用改进的MonteCadoPo地模型，对不同烧结初始组织的固相烧结进行了模拟。这些组织的形态变化与

3、实际烧结时的情况是相似的，三个颗粒、四个颗粒模拟组织的颈长动力学方程指数值分别为舻5．8和5．7。表明在改进模型中烧结过程的物质迁移的主导机制为晶界扩散。由于各种初始组织中的颗粒形态不同，因此烧结动力学曲线也不同，按正方形点阵排列的圆颗粒初始组织的动力学曲线更接近于实际陶瓷烧结的致密化动力学曲线。最后将改进的MomecalloPotcS模型推广到了三维情况，结果表明，改进模型能够模拟三维陶瓷体固相烧结过程，其动力学曲线与二维情况相似。分析了孔洞总表面积及晶界总面积与时间的关系和晶粒尺寸分布。关键词：陶瓷，固相烧结，MomecalloPo地模型，模拟佳木斯大学硕士学位论文

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