陶瓷固相燒結(jié)的計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、燒結(jié)是陶瓷材料最重要的加工成型方法，燒結(jié)理論和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的發(fā)展，為我們研究燒結(jié)過(guò)程提供了一種新的途徑。陶瓷燒結(jié)的計(jì)算機(jī)模擬將有助于理解燒結(jié)機(jī)制，驗(yàn)證和發(fā)展燒結(jié)理論，并將有助于燒結(jié)工藝優(yōu)化和燒結(jié)體性能預(yù)測(cè)。 本文采用MonteCarloPotts模型對(duì)陶瓷固相燒結(jié)進(jìn)行模擬研究。研究了各類文獻(xiàn)中的兩種陶瓷燒結(jié)MonteCarloPotts模型，一是Morhac等人所用的模型，另一個(gè)是Tikare等人所用的模型。這兩個(gè)模型中，所有

2、晶體取向總數(shù)Q的大小顯著影響模擬結(jié)果，特別是燒結(jié)動(dòng)力學(xué)。為了克服這一缺點(diǎn)，本文采用了一種改進(jìn)的MonteCarloPotts模型來(lái)模擬陶瓷固相燒結(jié)過(guò)程，該模型擺脫了前兩個(gè)模型的缺點(diǎn)。在改進(jìn)模型中，固相擴(kuò)散的頻率(Ds)和空位湮滅的頻率(DA)都是可控制的。分別采用改進(jìn)模型和Tikare模型對(duì)燒結(jié)體的固相燒結(jié)過(guò)程進(jìn)行模擬。而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整改進(jìn)模型中的Ds和DA，得到的燒結(jié)動(dòng)力學(xué)和Tikare模型的結(jié)果相同。 為了研究實(shí)際燒結(jié)體的燒結(jié)過(guò)

3、程，采用幾何法模擬出四種組織作為固相燒結(jié)的初始組織，這些組織都是由堆積在一起的圓顆粒構(gòu)成的。其中包括由三個(gè)顆粒、四個(gè)顆粒、按正方形點(diǎn)陣排列的顆粒、密排顆粒及不同尺寸的顆粒構(gòu)成的初始組織。 采用改進(jìn)的MonteCarloPotts模型，對(duì)不同燒結(jié)初始組織的固相燒結(jié)進(jìn)行了模擬。這些組織的形態(tài)變化與實(shí)際燒結(jié)時(shí)的情況是相似的，三個(gè)顆粒、四個(gè)顆粒模擬組織的頸長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程指數(shù)值分別為n=5.8和5.7。表明在改進(jìn)模型中燒結(jié)過(guò)程的物質(zhì)遷移的主