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【作者】 牛玉； 【作者基本信息】 中国科学技术大学 ， 固体力学， 2013， 博士 【摘要】 固相烧结是陶瓷材料制备过程中最为关键的一步,对产品性能起着决定性作用。本文首先阐述了粉末固相烧结研究的重要意义,概述了不同烧结阶段的经典烧结理论。从物理机制、理论模型、研究方法等方面对本领域国内外研究现状进行了总结。改进和完善了固相烧结的蒙特卡罗方法和相场动力学模型,以此为基础对不稳定颈长、大孔收缩过程等典型烧结理论问题进行了研究。结合同步辐射CT (SR-CT)原位观测实验,对烧结模型作了进一步讨论,建立了基于SR-CT实验的二维、三维计算模型。通过实验和模拟结果的对比分析,提高了烧结数值模型的可靠性和实用性,实现了对真实烧结过程的预测。主要研究内容和创新之处为：1、改进和完善了经典固相烧结模型,通过引入多种烧结机制和动态守恒算法,解决了蒙特卡罗算法中的质量不守恒等问题,首次实现了固相烧结的三维相场模拟。对固相烧结微结构演化过程的计算模型进行了改进和优化。讨论了经典蒙特卡罗算法在质量不守恒、烧结机制过少等方面的不足。通过多种烧结机制的引入和动态守恒算法的运用,改进和完善蒙特卡罗模型。分析了相场模型中应力场作用下颗粒的刚体平动和转动。通过谱方法和GPU并行计算平台的引入大幅提高了相场法... 更多 【Abstract】 Solid-phase sintering is the most crucial step during the preparation of ceramic materials, and it plays a decisive role on the performance of product. The significance of powders’solid-phase sintering was described. An overview of the classic sintering theories on the different sintering stages was introduced. The research status of the area is summarized from the physical mechanism, theoretical models, research methods, and other aspects. The Monte Carlo method and the phase-field dynamic mode... 更多 |
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