相場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，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驗研究費時費力，對其微結(jié)構(gòu)性能難以控制，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，陶瓷粉末燒結(jié)過程利用計算機進行模擬，對設(shè)計具有優(yōu)異性能的先進陶瓷提供指導(dǎo)。相場方法所采用的取向場和濃度場變量是隨著時間和空間進行連續(xù)變化，不用跟蹤界面過程的情況下就可以反映各時刻的微觀結(jié)構(gòu)演化，能夠更直觀的研究多相粉末

2、陶瓷在燒結(jié)過程中的微結(jié)構(gòu)演化。本文應(yīng)用先進的相場方法研究包含多相的粉末陶瓷燒結(jié)過程的微結(jié)構(gòu)演化，揭示氣孔的運動規(guī)律，主要內(nèi)容和取得成果如下：
　　 1、針對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)進行計算機模擬，運用數(shù)學(xué)分析方法對模擬結(jié)果進行了分析和擬合，得到不同氣相含量的微觀組織演化過程；通過改變氣相遷移率，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)過程中的變化規(guī)律以及晶粒的生長指數(shù)。得到固相在不同氣相

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