Al2O3-SiC陶瓷刀具材料微觀組織演變的模擬.pdf

1、陶瓷材料具有優(yōu)異的硬度、耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)領(lǐng)域，但其較低的強(qiáng)度和韌度，不僅影響了刀具的使用可靠性，而且縮小了其應(yīng)用范圍。陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能的影響最大，因此有必要對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)的演變進(jìn)行模擬和優(yōu)化，為提高最終的力學(xué)性能提供理論依據(jù)。
　　本文通過(guò)分析晶粒生長(zhǎng)過(guò)程的機(jī)理，從晶粒的生長(zhǎng)躍遷概率、再取向嘗試、生長(zhǎng)速度的控制和邊界條件的選擇等方面建立了新的Monte Carlo Potts點(diǎn)陣模型和能量模型。

2、通過(guò)分析Monte Carlo標(biāo)準(zhǔn)和改進(jìn)算法，開(kāi)發(fā)H-L Monte Carlo新算法，該算法先對(duì)當(dāng)前晶格是否處于邊界進(jìn)行判斷，對(duì)處于邊界上并且轉(zhuǎn)換后使總能量降幅最大的取向進(jìn)行重新取向嘗試，通過(guò)減少計(jì)算周期，加快了模擬速度。利用MATLAB軟件編寫程序來(lái)實(shí)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)演變過(guò)程的模擬。
　　基于H-L Monte Carlo算法建立兩相陶瓷微觀結(jié)構(gòu)演變的Monte Carlo Potts模型，并研究第二相的含量、尺寸和晶界能之比對(duì)微觀

3、結(jié)構(gòu)的影響。模擬表明，第二相對(duì)基體相具有較強(qiáng)的釘扎作用，阻礙基體的生長(zhǎng)，抑制晶粒的異常粗大。第二相尺寸越小，含量越多，對(duì)晶界的釘扎能力越強(qiáng)，阻礙基體生長(zhǎng)的作用越強(qiáng)。具有相同晶界能的基體相間，第二相對(duì)晶界的釘扎作用較弱，晶界容易擴(kuò)散，晶粒生長(zhǎng)較快；當(dāng)基體相和第二相的晶界能之比不同時(shí)，第二相對(duì)基體相的抑制作用會(huì)變強(qiáng)。這與第二相對(duì)基體相生長(zhǎng)阻礙作用的理論分析結(jié)果一致，證明Monte Carlo Potts模型的準(zhǔn)確性。研究燒結(jié)工藝參數(shù)與材料微