微波燒結(jié)是一種新型的粉末冶金工藝,其具有快速、高效和顯著改善材料微觀結(jié)構(gòu)和宏觀性能等優(yōu)勢(shì),是快速制備高質(zhì)量新材料和具有新材料性能的傳統(tǒng)材料的重要技術(shù)手段。微波燒結(jié)是多物理場(chǎng)耦合的復(fù)雜作用過(guò)程,研究微波與材料間相互作用機(jī)理,對(duì)進(jìn)一步揭示微波燒結(jié)原理、指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。本文采用相場(chǎng)法,分別對(duì)微波電磁場(chǎng)與材料耦合作用下粉末陶瓷和金屬的微結(jié)構(gòu)演化開(kāi)展了數(shù)值模擬研究,并結(jié)合SR-CT在線實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的研究?jī)?nèi)容概括如下:1、改進(jìn)了傳統(tǒng)固相燒結(jié)相場(chǎng)模型,引入微波非熱效應(yīng)對(duì)物質(zhì)擴(kuò)散的作用,模擬了粉末陶瓷微波燒結(jié)微結(jié)構(gòu)孔隙演化的過(guò)程,并基于在線實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型的可靠性。根據(jù)微波燒結(jié)的特點(diǎn),結(jié)合陶瓷材料常規(guī)燒結(jié)過(guò)程的燒結(jié)機(jī)制,探索和發(fā)展了以離子電導(dǎo)擴(kuò)散為主的微波燒結(jié)動(dòng)力學(xué)機(jī)理,并利用相場(chǎng)動(dòng)力學(xué)理論,將電磁-熱-耦合作用引入相場(chǎng)動(dòng)力學(xué)方程,建立了微結(jié)構(gòu)演化的相場(chǎng)模型,并模擬了微波電場(chǎng)作用下離子晶體陶瓷燒結(jié)過(guò)程中孔隙的演化過(guò)程,結(jié)果表明在微波電場(chǎng)作用下物質(zhì)從電場(chǎng)聚焦的區(qū)域向其它區(qū)域遷移,導(dǎo)致孔隙在演化過(guò)程中長(zhǎng)軸傾向于向外電場(chǎng)垂直方向變化,孔隙方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。2、在傳統(tǒng)相場(chǎng)模型的基礎(chǔ)上引入金屬顆粒間... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．〗傳統(tǒng)燒結(jié)與微波燒結(jié)對(duì)比［２】??

間上存在梯度時(shí)，化學(xué)勢(shì)Ｕ與擴(kuò)散流Ｊ具有以下關(guān)系［２１１??（１３）??圖１．２中空位容易在兩個(gè)球狀顆�；ハ嘟佑|的頸部區(qū)域產(chǎn)生，這主要是由于頸??部區(qū)域外邊界是凹曲面，具有相對(duì)較低的表面自由能，因而是空位源的主要來(lái)源之??一。物質(zhì)通過(guò)圖１．２所示的擴(kuò)散方式進(jìn)行物質(zhì)傳輸，隨著燒結(jié)頸的不斷生長(zhǎng)，燒結(jié)??過(guò)程逐漸結(jié)束。通常原子會(huì)由物質(zhì)表面曲率較小的區(qū)域向表面曲率較大的區(qū)域遷移，??而物質(zhì)表面通常具有不同的曲率半徑，因此物質(zhì)的表面自由能可以用以下公式來(lái)描??述【川??Ｊｓ＝－＾＾－ＶＫ??ｋＴ?（１．４）??式中，Ｋ表示物體表面的主曲率，表示物體的表面張力，Ｑ表示原子體積。沿晶??４??

圖１．３球形顆粒的燒結(jié)模型［２Ｑ）??固相燒結(jié)在不同燒結(jié)時(shí)期具有不同的燒結(jié)現(xiàn)象，我們通常依據(jù)這些現(xiàn)象將燒結(jié)??過(guò)程分成前期、中期和后期三個(gè)不同時(shí)期，如圖１．３所示＠１。兩球模型是固相燒結(jié)??初期研宄的基礎(chǔ)，在此模型的基礎(chǔ)之上，人們建立了很多固相燒結(jié)初期模型。兩球??模型對(duì)兩個(gè)球球心之間的距離進(jìn)行了一定的假設(shè)，即兩球球心距離的變化量等于燒??結(jié)體的收縮變化量。兩球模型表明，物質(zhì)以蒸發(fā)凝聚、表面擴(kuò)散和體積擴(kuò)散等形式??進(jìn)行的傳質(zhì)過(guò)程不會(huì)引起燒結(jié)體的收縮。以兩球模型為基礎(chǔ)，１＾１＾［２４］等人建立了不僅??能夠確定動(dòng)力學(xué)方程，還可以確定激活能的陶瓷燒結(jié)初期模型。固相燒結(jié)中期，由??于燒結(jié)致密化是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，因此該階段燒結(jié)現(xiàn)象明顯不同與燒結(jié)初期，??并且遠(yuǎn)較之復(fù)雜。１９６３年，０）１）１＾２５，２６］等人提出了物質(zhì)傳輸?shù)娘@微結(jié)構(gòu)模型，這一模??型將燒結(jié)體的致密化方程歸納出來(lái)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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