基于离散元法的AlON粉末烧结模拟与参数优化设计

发布时间：2023-03-20 02:02

　　立方尖晶石结构的AlON是一种结构一功能一体化的新型多晶透明陶瓷材料,其拥有耐高温、耐腐蚀、高强度、高断裂韧性的特点,同时还具备优良的光学性能。基于以上优点,AlON陶瓷在许多工程领域有着广泛的应用前景。AlON陶瓷主要采用烧结技术进行成型。在粉末烧结过程中,粉体的初始粒度分布会对AlON陶瓷的致密性能产生较大的影响,因此探寻粉体初始粒度分布的优化原则,明确初始粒度分布对AlON透明陶瓷致密性能的影响是本文研究的重点。本文对AlON粉末烧结过程进行仿真模拟,以粉体初始粒度分布为参数,研究参数变化对于AlON粉末烧结的模拟结果的影响,并对结果进行分析,在此基础上提出初始粒度分布的优化原则。本文首先简要介绍了 AlON陶瓷的应用前景与烧结机理,并对烧结领域相关数值模拟方法与烧结模型的研究进展进行综述。以离散元法作为理论基础,根据烧结各时期颗粒的接触特点建立了 AlON粉体的离散元烧结模型,并以压力代替温度作为烧结驱动力对粉末烧结进行仿真,通过实验与模拟结果的对比证明了方案的可行性。对单、双峰粉,不同粒度分布宽度双峰粉以及不同粒径截断方式处理下的双峰粉的烧结结果进行分析与研究,在上述结果基础...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 本文的研究背景与研究意义
    1.2 烧结机理与烧结基本过程
    1.3 粉末烧结模拟国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
2 离散元法介绍
    2.1 离散元法简介
    2.2 离散元法计算原理
    2.3 离散元法接触模型
        2.3.1 离散元法硬球接触模型
        2.3.2 离散元法软球接触模型
        2.3.3 软球模型硬球模型对比
    2.4 颗粒接触检索机制
    2.5 时间步长的计算方法
    2.6 本章小结
3 AlON粉末烧结模拟
    3.1 离散元法接触模型的选取
    3.2 AlON粉末烧结模拟
    3.3 颗粒粒度分布对于AlON粉体相对密度与平均粒径的影响
        3.3.1 单、双峰分布颗粒烧结模拟结果与分析
        3.3.2 不同初始粒径分布下颗粒体积分数变化的影响与分析
        3.3.3 不同粒径截断方式的双峰粉末模拟与结果分析
    3.4 本章小结
4 粒度分布优化设计
    4.1 基于粒度分布优化原则的单峰粉粒度分布设计
    4.2 不同粒度分布宽度单峰粉烧结结果及分析
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果



本文编号：3766454