基于离散元法的AlON坯体压制成型研究
发布时间：2021-08-03 14:15
氮氧化铝（AlON）材料是一种全新的各向同性多晶红外材料,AlON材料经高温烧结可制成透明陶瓷,AlON透明陶瓷制品具有优良的光学与力学性能,尤其适合应用于耐高温的红外窗制造,因此拥有广阔的应用前景。在AlON陶瓷无压烧结工艺中,其坯体压制工艺条件对AlON陶瓷制品的质量影响很大,所以提高坯体质量是重要工艺环节之一。本文针对AlON粉体干压成型制坯过程,采用试验与数值模拟分析相结合的方法来研究关于AlON粉体压制成型的影响因素。本文首先简单介绍了 AlON性能与制备方法。并综述了在成型领域数值仿真这一技术的研究进展,重点介绍了离散单元法基本理论,接触模型、颗粒搜索算法等。本文针对干压成型中单向压制的方式,建立了 AlON粉体三维离散元压制模型;对AlON粉的成型坯体密度进行模拟仿真;着重分析了成型过程中粉体粒径尺寸、连续粒径分布混合粉体及压力对压坯密度的影响。本文开展了 A1ON粉体干压成型试验研究,并与数值仿真结果进行对比,结果表明所建立的离散元模型能够很好地模拟AlON粉体压制过程,选择恰当的粉体干压压力,有利于提高其后期烧结质量。
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?Ａ］ＯＮ陶瓷的透光率??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ?ｏｆ?ＡｌＯＮ?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｃｅｒａｍｉｃ??
?大连海事大学硕士学位论文???由于其内部的晶体结构不同，透明高硬度的Ａ］ＯＮ材料还表现出各自不同的特性，??例如抗腐蚀性、抗氧化性等，根据各自独特的性能，可制备出多种应用于不同领域的产??品［４】。因此，ＡＩＯＮ透明陶瓷在国防军事和商业等众多领域具有广泛的应用前景。??Ｐｆ?＇??图１．３?Ａ１〇Ｎ光学陶瓷制品??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｕｒｍｅｔ?ＡＬＯＮ＾?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｃｅｒａｍｉｃ??图１．４红外导引头??Ｆｉｇ．?１．４?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｓｅｅｋｅｒ??在军事领域方面，ａｉｏｎ材料透明陶瓷具有优异的化学稳定性、物理机械性能，适??于采用无压烧结制备。相比较于其他类似透明材料如蓝宝石、尖晶石等，Ａ１０Ｎ透明陶??瓷制备工艺简单，而且光学性能与蓝宝石、尖晶石相当，因而Ａ１０Ｎ被美国军方被评为??“２１世纪最重要的国防材料之一”。２１世纪初应美国军方要求ＭＥＲ公司（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ??Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｃｏｒｐ．）采用超精细的纳米级粉体运用先进的制作方法制备出了??－３?－??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]离散元法金属粉末高速压制过程中力链特性量化研究[J]. 张炜,周剑,于世伟,张雪洁,刘焜. 机械工程学报. 2018(10)
[2]基于EDEM的钛粉在振动成形中的填充密度模拟研究[J]. 梁增华,刘邱祖,马麟,商竹贤. 粉末冶金工业. 2017(04)
[3]金属粉末压制成形理论与工艺进展[J]. 胡建华,尚会森,程呈,杜学超. 热加工工艺. 2012(20)
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[5]陶瓷粉体干压成型工艺参数优化的离散元模拟[J]. 姜胜强,谭援强,邹霞. 机械工程材料. 2011(09)
[6]药物片剂压制成形过程的数值模拟研究[J]. 杨大安,赵升吨,胡阳虎,许冠军. 锻压装备与制造技术. 2011(04)
[7]反应烧结制备AlON透明陶瓷[J]. 袁贤阳,张芳,刘学建,张昭,王士维. 无机材料学报. 2011(05)
[8]粉末流动温压过程中粉末堆积数值模拟与优化[J]. 高红云,邵明,屈盛官,夏伟. 制造技术与机床. 2010(03)
[9]基于离散元砌块振压成型参数的研究[J]. 路会龙,姚平喜. 砖瓦. 2008(10)
[10]粉末冶金压制成形数值模拟研究进展[J]. 焦明华,宋平,解挺,俞建卫,王德广,王永国,尹延国. 金属功能材料. 2007(05)
博士论文
[1]AlON及其陶瓷复合材料的制备、组织与性能研究[D]. 赵小军.东北大学 2012
硕士论文
[1]耐高温透红外AlON陶瓷的制备及性能研究[D]. 武琪.国防科学技术大学 2013
[2]AION透明陶瓷无压烧结工艺研究[D]. 韩旭.大连海事大学 2013
[3]反应烧结氮化硅结合碳化硅成型中的颗粒级配研究[D]. 李翔.西北工业大学 2001
本文编号：3319768
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２?Ａ］ＯＮ陶瓷的透光率??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ?ｏｆ?ＡｌＯＮ?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｃｅｒａｍｉｃ??
?大连海事大学硕士学位论文???由于其内部的晶体结构不同，透明高硬度的Ａ］ＯＮ材料还表现出各自不同的特性，??例如抗腐蚀性、抗氧化性等，根据各自独特的性能，可制备出多种应用于不同领域的产??品［４】。因此，ＡＩＯＮ透明陶瓷在国防军事和商业等众多领域具有广泛的应用前景。??Ｐｆ?＇??图１．３?Ａ１〇Ｎ光学陶瓷制品??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｕｒｍｅｔ?ＡＬＯＮ＾?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｃｅｒａｍｉｃ??图１．４红外导引头??Ｆｉｇ．?１．４?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｓｅｅｋｅｒ??在军事领域方面，ａｉｏｎ材料透明陶瓷具有优异的化学稳定性、物理机械性能，适??于采用无压烧结制备。相比较于其他类似透明材料如蓝宝石、尖晶石等，Ａ１０Ｎ透明陶??瓷制备工艺简单，而且光学性能与蓝宝石、尖晶石相当，因而Ａ１０Ｎ被美国军方被评为??“２１世纪最重要的国防材料之一”。２１世纪初应美国军方要求ＭＥＲ公司（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ??Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｃｏｒｐ．）采用超精细的纳米级粉体运用先进的制作方法制备出了??－３?－??
?大连海事大学硕士学位论文???由于其内部的晶体结构不同，透明高硬度的Ａ］ＯＮ材料还表现出各自不同的特性，??例如抗腐蚀性、抗氧化性等，根据各自独特的性能，可制备出多种应用于不同领域的产??品［４】。因此，ＡＩＯＮ透明陶瓷在国防军事和商业等众多领域具有广泛的应用前景。??Ｐｆ?＇??图１．３?Ａ１〇Ｎ光学陶瓷制品??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｕｒｍｅｔ?ＡＬＯＮ＾?Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｃｅｒａｍｉｃ??图１．４红外导引头??Ｆｉｇ．?１．４?Ｉｎｆｒａｒｅｄ?ｓｅｅｋｅｒ??在军事领域方面，ａｉｏｎ材料透明陶瓷具有优异的化学稳定性、物理机械性能，适??于采用无压烧结制备。相比较于其他类似透明材料如蓝宝石、尖晶石等，Ａ１０Ｎ透明陶??瓷制备工艺简单，而且光学性能与蓝宝石、尖晶石相当，因而Ａ１０Ｎ被美国军方被评为??“２１世纪最重要的国防材料之一”。２１世纪初应美国军方要求ＭＥＲ公司（Ｍａｔｅｒｉａｌｓ??Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｃｏｒｐ．）采用超精细的纳米级粉体运用先进的制作方法制备出了??－３?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]离散元法金属粉末高速压制过程中力链特性量化研究[J]. 张炜,周剑,于世伟,张雪洁,刘焜. 机械工程学报. 2018(10)
[2]基于EDEM的钛粉在振动成形中的填充密度模拟研究[J]. 梁增华,刘邱祖,马麟,商竹贤. 粉末冶金工业. 2017(04)
[3]金属粉末压制成形理论与工艺进展[J]. 胡建华,尚会森,程呈,杜学超. 热加工工艺. 2012(20)
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[5]陶瓷粉体干压成型工艺参数优化的离散元模拟[J]. 姜胜强,谭援强,邹霞. 机械工程材料. 2011(09)
[6]药物片剂压制成形过程的数值模拟研究[J]. 杨大安,赵升吨,胡阳虎,许冠军. 锻压装备与制造技术. 2011(04)
[7]反应烧结制备AlON透明陶瓷[J]. 袁贤阳,张芳,刘学建,张昭,王士维. 无机材料学报. 2011(05)
[8]粉末流动温压过程中粉末堆积数值模拟与优化[J]. 高红云,邵明,屈盛官,夏伟. 制造技术与机床. 2010(03)
[9]基于离散元砌块振压成型参数的研究[J]. 路会龙,姚平喜. 砖瓦. 2008(10)
[10]粉末冶金压制成形数值模拟研究进展[J]. 焦明华,宋平,解挺,俞建卫,王德广,王永国,尹延国. 金属功能材料. 2007(05)
博士论文
[1]AlON及其陶瓷复合材料的制备、组织与性能研究[D]. 赵小军.东北大学 2012
硕士论文
[1]耐高温透红外AlON陶瓷的制备及性能研究[D]. 武琪.国防科学技术大学 2013
[2]AION透明陶瓷无压烧结工艺研究[D]. 韩旭.大连海事大学 2013
[3]反应烧结氮化硅结合碳化硅成型中的颗粒级配研究[D]. 李翔.西北工业大学 2001
本文编号：3319768
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