網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)高溫自潤滑復(fù)合材料的熔滲復(fù)合動力學(xué)研究.pdf

1、熔滲復(fù)合法是制備特殊工況條件下應(yīng)用的高性能復(fù)合材料的重要方法之一。其工藝是將熔融狀態(tài)金屬或合金熔液借助外壓力或毛細(xì)管力作用熔滲入微孔預(yù)制體的孔隙中，以制備高性能的復(fù)合材料。本文通過熔滲法制備網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)高溫自潤滑復(fù)合材料的熔滲復(fù)合動力學(xué)的理論分析和數(shù)值模擬，完善了低孔隙度微孔預(yù)制體的熔滲理論，并建立熔滲工藝參數(shù)的優(yōu)化機(jī)制。
　　 基于對熔融固體潤滑劑與微孔預(yù)制體在真空壓力條件下的熔滲機(jī)理和熔滲工藝的分析，建立了低孔隙度微孔預(yù)制體

2、的熔滲復(fù)合動力學(xué)模型，并分別從熱力學(xué)和動力學(xué)角度出發(fā)建立了熔滲深度和熔滲量與熔滲工藝參數(shù)之問的關(guān)系表達(dá)式，以研究熔滲壓力、熔滲時間、熔滲溫度和潤濕角對熔滲量的影響。結(jié)果表明，熔滲速度和熔滲量與熔滲壓力p的1/2次方成正比，熔滲速度與熔滲時間t的1/2次方成反比，熔滲溫度對熔滲速度和熔滲量的影響主要是因為溫度引起熔滲液的表面張力、粘度以及與固相潤濕角的變化。
　　 通過粉末燒結(jié)制備多孔材料的成型工藝及其孔隙演化機(jī)制分析，建立了微孔

3、預(yù)制體的孔徑分布函數(shù)。引入連續(xù)介質(zhì)和分布阻力的概念，根據(jù)預(yù)制體的連續(xù)介質(zhì)模型，通過對滲透率和孔隙率的分析，計算出壓力損失系數(shù)，并將其以分布阻力的形式賦予多孔連續(xù)介質(zhì)，使微孔預(yù)制體的微觀孔隙從實質(zhì)上影響熔滲液的滲流，從而建立有效的ANSYS仿真模型，并以60Pb40Sn熔滲TiC-FeCrWMoV系微孔預(yù)制體為例驗證了模型的正確性。
　　 真空壓力熔滲過程的數(shù)值分析及其仿真模擬結(jié)果表明:熔滲溫度不變的前提下，不同熔滲壓力條件下的熔

4、滲速度和熔滲量與時間的變化曲線的趨勢相同，熔滲前期，隨著熔滲壓力的增加熔滲速度和熔滲量的增加比較明顯，隨著熔滲的繼續(xù)進(jìn)行，壓力的增大引起的熔滲速度和熔滲量的增加值減少，到熔滲后期熔滲速度逐漸的趨于零。在一定的溫度下熔滲壓力大于一定值(臨界壓力)，復(fù)合材料的熔滲量趨于常數(shù)。通過分析比較得到60Pb40Sn復(fù)合固體潤滑劑熔滲TiC-FeCrWMoV系合金微孔預(yù)制體時,400℃、500℃、550℃和600℃溫度下的臨界壓力分別為7MPa、6M