本文關(guān)鍵詞：基于雙圓柱模型的鈦絲燒結(jié)機制研究

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【摘要】：燒結(jié)機制是制備鈦絲燒結(jié)多孔鈦的核心科學(xué)問題,目前相關(guān)的燒結(jié)機理是以粉末燒結(jié)過程為基礎(chǔ)建立的,不適用于鈦絲燒結(jié)過程,嚴重制約了鈦絲燒結(jié)多孔鈦產(chǎn)品的研發(fā)進程,因此研究鈦絲燒結(jié)機理無疑具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。論文采用理論分析與實驗研究相結(jié)合的方法研究鈦絲之間的燒結(jié)機制。研究結(jié)果如下:建立了鈦絲燒結(jié)下的雙圓柱模型,以雙圓柱模型為基礎(chǔ)進行了燒結(jié)頸生長過程幾何機構(gòu)分析,得到了燒結(jié)頸部位的體積和側(cè)面積。對模型進行熱力學(xué)分析確定了無相變情況下鈦絲燒結(jié)頸部能夠達到的臨界值。在雙圓柱模型基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了鈦絲燒結(jié)過程五種可能的控制頸部生長的物質(zhì)遷移機制使用的表達式,包括:粘性流動機制,蒸發(fā)-凝聚機制,體積擴散機制,表面擴散機制和晶界擴散機制及相應(yīng)的頸長生長公式。利用頸部生長公式以及鈦絲的性能參數(shù)建立了鈦絲燒結(jié)的理論燒結(jié)圖,結(jié)果表明:隨著燒結(jié)溫度的升高燒結(jié)頸部生長的主導(dǎo)物質(zhì)遷移機制發(fā)生變化;在燒結(jié)頸形成初期(燒結(jié)頸的相對尺寸x頸/a小于0.1),隨著燒結(jié)溫度的升高,燒結(jié)物質(zhì)遷移機制由晶界擴散轉(zhuǎn)變?yōu)檎舭l(fā)-凝聚,最后轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻鏀U散機制。隨著燒結(jié)頸部的長大,燒結(jié)的物質(zhì)遷移機制也會發(fā)生變化。燒結(jié)溫度在850℃時,當燒結(jié)頸的相對尺寸x頸/a約為0.1時,燒結(jié)物質(zhì)遷移機制由表面擴散逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎舭l(fā)凝聚。當燒結(jié)頸的相對尺寸x頸/a達到約0.5時,燒結(jié)物質(zhì)遷移機制又由蒸發(fā)凝聚機制轉(zhuǎn)變?yōu)榫Ы鐢U散機制。燒結(jié)溫度在950℃左右時,當燒結(jié)頸的相對尺寸x頸/a約為0.2時,燒結(jié)物質(zhì)遷移機制機制由表面擴散逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檎舭l(fā)凝聚,當燒結(jié)頸的相對尺寸x頸/a達到約0.6時,燒結(jié)物質(zhì)遷移機制又由蒸發(fā)凝聚機制轉(zhuǎn)變?yōu)轶w積擴散機制。對比分析了直徑為50,100和150μm的鈦絲在850,950和1000℃下燒結(jié)0.5h,1h和2小時后形成的燒結(jié)頸尺寸。利用Arrhenius曲線擬合得到三種直徑鈦絲在三種溫度下燒結(jié)的前兩個小時里燒結(jié)的主導(dǎo)物質(zhì)遷移機制應(yīng)為蒸發(fā)凝聚機制。與理論燒結(jié)圖中對應(yīng)的燒結(jié)機制吻合,驗證了雙圓柱模型下理論燒結(jié)圖的正確性。
【關(guān)鍵詞】：鈦絲 雙圓柱模型 燒結(jié)頸 燒結(jié)機制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ134.11;R318.08
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-27
• 1.1 課題研究的背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析10-23
• 1.2.1 對于鈦絲燒結(jié)的研究10
• 1.2.2 雙球模型的理論基礎(chǔ)及引申研究10-18
• 1.2.3 燒結(jié)過程的計算機模擬18-22
• 1.2.4 燒結(jié)模型研究存在的不足22
• 1.2.5 燒結(jié)模型的研究方向22-23
• 1.3 鈦燒結(jié)多孔材料的制備及應(yīng)用23-25
• 1.3.1 鈦燒結(jié)多孔材料的制備23-24
• 1.3.2 燒結(jié)多孔鈦的應(yīng)用24-25
• 1.4 課題研究內(nèi)容及進一步的研究發(fā)展方向25-27
• 1.4.1 研究內(nèi)容25
• 1.4.2 課題進一步的研究與發(fā)展方向25-27
• 第2章 實驗材料及方法27-31
• 2.1 引言27
• 2.2 實驗材料的準備27-29
• 2.2.1 實驗原料27
• 2.2.2 實驗樣品的制備27-29
• 2.3 實驗方法29-30
• 2.4 實驗設(shè)備及分析方法30-31
• 2.4.1 實驗設(shè)備30
• 2.4.2 分析方法30-31
• 第3章 雙圓柱模型理論及鈦絲燒結(jié)物質(zhì)遷移機制理論研究31-43
• 3.1 引言31
• 3.2 雙圓柱模型的基本幾何關(guān)系31-35
• 3.3 燒結(jié)頸部生長機制35-42
• 3.3.1 粘性流動機制36
• 3.3.2 體積擴散機制36-37
• 3.3.3 表面擴散機制37
• 3.3.4 蒸發(fā)凝聚機制37-38
• 3.3.5 晶界擴散機制38-40
• 3.3.6 鈦絲燒結(jié)過程中物質(zhì)遷移機制分析40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 鈦絲燒結(jié)物質(zhì)遷移機制實驗研究43-56
• 4.1 引言43
• 4.2 燒結(jié)節(jié)點組織形貌43-48
• 4.3 確定鈦絲燒結(jié)的物質(zhì)遷移機制48-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻57-62
• 致謝62

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：758492