相場(chǎng)方法研究粉末陶瓷燒結(jié)的微結(jié)構(gòu)演化.pdf

1、陶瓷具有高熔點(diǎn)，高硬度，高化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異的物理化學(xué)性能，是現(xiàn)代工業(yè)重要的結(jié)構(gòu)與功能材料。陶瓷燒結(jié)過(guò)程工藝復(fù)雜，受環(huán)境及成分等因素影響較大。特別是高性能陶瓷的實(shí)驗(yàn)研究費(fèi)時(shí)費(fèi)力，對(duì)其微結(jié)構(gòu)性能難以控制，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，陶瓷粉末燒結(jié)過(guò)程利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬，對(duì)設(shè)計(jì)具有優(yōu)異性能的先進(jìn)陶瓷提供指導(dǎo)。相場(chǎng)方法所采用的取向場(chǎng)和濃度場(chǎng)變量是隨著時(shí)間和空間進(jìn)行連續(xù)變化，不用跟蹤界面過(guò)程的情況下就可以反映各時(shí)刻的微觀(guān)結(jié)構(gòu)演化，能夠更直觀(guān)的研究多相粉末

2、陶瓷在燒結(jié)過(guò)程中的微結(jié)構(gòu)演化。本文應(yīng)用先進(jìn)的相場(chǎng)方法研究包含多相的粉末陶瓷燒結(jié)過(guò)程的微結(jié)構(gòu)演化，揭示氣孔的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，主要內(nèi)容和取得成果如下：
　　 1、針對(duì)包含單一固相和氣相的兩相陶瓷粉末燒結(jié)的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，運(yùn)用數(shù)學(xué)分析方法對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了分析和擬合，得到不同氣相含量的微觀(guān)組織演化過(guò)程；通過(guò)改變氣相遷移率，得出不同氣相遷移率情況下，氣相的微結(jié)構(gòu)演化特征；探究氣相在燒結(jié)過(guò)程中的變化規(guī)律以及晶粒的生長(zhǎng)指數(shù)。得到固相在不同氣相

3、含量情況下的生長(zhǎng)指數(shù)，生長(zhǎng)指數(shù)呈遞增規(guī)律。
　　 2、對(duì)粉末陶瓷燒結(jié)過(guò)程中兩固相加氣相的三相陶瓷微結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，首次構(gòu)建了三相體系的自由能函數(shù)，并運(yùn)用相場(chǎng)方法研究了三相粉末陶瓷燒結(jié)過(guò)程的晶粒長(zhǎng)大和氣孔演化過(guò)程。
　　 3、研究不同含量氣相的陶瓷粉末在燒結(jié)過(guò)程中的微觀(guān)結(jié)構(gòu)特征，分析不同氣相含量情況下晶粒的長(zhǎng)大情況；改變氣相遷移率之后，氣相在燒結(jié)過(guò)程中的存在形式、分布狀況和兩固相晶粒在不同氣相遷移率情況下的生長(zhǎng)指數(shù)；得