【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
论文部分内容阅读
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MonteCarloPotts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MonteCarloPotts模型,一是Morhac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MonteCarloPotts模型来模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(Ds)和空位湮灭的频率(DA)都是可控制的。分别采用改进模型和Tikare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Ds和DA,得到的烧结动力学和Tikare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、按正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MonteCarloPotts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n=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MonteCarloPotts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。
其他文献
本文以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,通过改变添加剂和共混杂萘联苯聚醚砜酮,调节工艺参数制备性能稳定通量和截留率较高的纳滤膜基膜,传统的聚砜膜的亲水性耐热性不高,研究成
金属有机框架材料(MOFs)作为一种新型的多孔材料,自从被发现以来,就得到了世界各国研究者的注意,发展速度非常惊人,该材料兼具了有机高分子和无机化合物的优点,具有低密度、比表面
公路作为国家重要的基础设施之一,其建设对我国社会经济的发展起到了巨大的促进作用,但同时由于它本身的某些特性,加之人们对公路建设认识上存在着不足等原因,所以对公路生态
对火力电厂采取的汽轮机设备进行有效的检修工作,是确保发电设备得以正常运行、可用系数得以提升、设备潜力得以发挥的关键手段,是确保汽轮机设备得到全过程管理的一个主要环
农药在防治病虫害,去除杂草,控制人畜传染病,提高农产品的产量和质量等方面起着积极的作用,但随着农药的大量及不合理地使用,环境中的农药残留对人类健康造成的负面影响也日益显露
纳米科学技术是20世纪80年代末期刚刚诞生并正在崛起的新兴科技,其基本含义是在纳米尺度内设计和组装材料。由于材料尺寸纳米化,因而纳米结构材料具有一系列奇异的物理、化学性质。在纳米材料中,多形态材料是一个重要的部分,对基础研究和应用研究具有重要而深远的意义。金属钯作为一种重要的贵金属催化剂材料,在工业催化领域占有极其重要的地位。制备多形态的钯纳米材料对催化行业的发展有着极其深远的意义。二氧化锡是研究
相变材料在相变过程中,可以吸收、储存和释放大量相变潜热,并且几乎保持温度不变,是一种绿色的能量储存方式。相变材料胶囊化实现了相变材料的永久固态化,大大方便了其应用。如提
聚合物电解质是由盐与聚合物基体共混后形成的离子导体,它们在二次锂电池和其他电化学显示设备中的应用已经引起人们研究的极大兴趣。通常研究最多的聚合物电解质是由聚环氧乙烷(PEO)和一些锂盐构成的,在这些聚合物电解质中,离子的迁移导电主要是通过聚合物分子链的松弛运动完成的,而且是发生在聚合物电解质的无定形相部分中。但PEO和一些锂盐形成的聚合物电解质因为体系结晶度较高影响了室温下的电导率值,从而限制了它
层状钙钛矿结构有机/无机杂化光电功能材料将有机和无机半导体材料的优点结合在一个分子复合物内,可以结合二者的所有优势,弥补各自的不足。这种材料具有大的激子结合能和非
对于煤化工等工业废水,深度处理与脱盐回用不仅可减小废水排放量,也有助于水资源的循环利用。与反渗透等脱盐技术相比,电渗析技术具有淡水产率高、浓水排放量少、操作简便、不造