相場方法研究粉末陶瓷燒結的微結構演化.pdf

1、陶瓷具有高熔點，高硬度，高化學穩(wěn)定性等優(yōu)異的物理化學性能，是現(xiàn)代工業(yè)重要的結構與功能材料。陶瓷燒結過程工藝復雜，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，對其微結構性能難以控制，隨著計算機技術的發(fā)展，陶瓷粉末燒結過程利用計算機進行模擬，對設計具有優(yōu)異性能的先進陶瓷提供指導。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構演化，能夠更直觀的研究多相粉末

2、陶瓷在燒結過程中的微結構演化。本文應用先進的相場方法研究包含多相的粉末陶瓷燒結過程的微結構演化，揭示氣孔的運動規(guī)律，主要內容和取得成果如下：
　　 1、針對包含單一固相和氣相的兩相陶瓷粉末燒結的微結構進行計算機模擬，運用數(shù)學分析方法對模擬結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，氣相的微結構演化特征；探究氣相在燒結過程中的變化規(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、對粉末陶瓷燒結過程中兩固相加氣相的三相陶瓷微結構進行計算機模擬，首次構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過程中的微觀結構特征，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