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《電場活化燒結(jié)溫度場的數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、電場活化燒結(jié)溫度場的數(shù)值模擬楊俊逸,李元元,李小強,郭亮,楊超(華南理工大學(xué)機械工程學(xué)院,廣州510640)摘要：本文根據(jù)電磁理論及微/納米尺度傳熱學(xué)基本理論，建立了粉末電場活化燒結(jié)過程中溫度場—電場耦合控制方程，利用有限元方法對純鈦粉的電場活化燒結(jié)中的熱電效應(yīng)進行了數(shù)值模擬，得到電場活化燒結(jié)過程中模沖、陰模及樣品內(nèi)的電流密度、焦耳熱及溫度場的分布。結(jié)果表明電場活化燒結(jié)過程中存在較大的升溫速率和徑向溫度梯度，電流密度的分布對焦耳熱、溫度場的分布有較大影響。實測溫度值與有限元計算值變化趨勢基本一致，驗證了有限
2、元模型。關(guān)鍵詞：電場活化燒結(jié)溫度場數(shù)值模擬粉末冶金中圖分類號：TF124NumericalsimulationoftemperaturedistributionduringelectricfieldactivatedsinteringYANGJunyi,LIYuanyuan,LIXiaoqiang,GUOLiang,YANGChao(SchoolofMechanicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Abs
3、tract:Asimplemodelforelectricfieldactivatedsinteringwaspresentedbymeansofelectromagnettheory,andtheequationscouplingelectricfieldandtemperaturefieldweresetupbasedonthetheoriesofmicroscaleheattransferandelectromagnetics.Thethermoelectricphenomenainspecimen/
4、femaledie/punchduringelectricfieldactivatedsinteringweresimulatedusingthesoftwareFEMLAB.NumericalcalculationswerebasedonfiniteelementanalysisandthecouplingofPDEsandelectromagneticmodules.Andthecurrentdensity,resistanceheatingandtemperaturedistributionsinth
5、especimen/femaledie/punchandtheirevolutionduringelectricfieldsinteringwereobtained.Thehighheatingrateandtheobviouseffectofcurrentdensityonresistanceheating,temperaturedistributioninspecimen/femaledie/punchwerefound.Thetemperatureoflowerpunchwasmeasuredusin
6、gathermocouple.TheexperimentalresultswereingoodagreementwiththoseresultedfromFEM,whichindicatesthatFEMisvalidanalysismethodtosimulatetemperaturefieldinelectricfieldactivatedsintering.Keywords:Electricfieldactivatedsintering;Temperaturefield;Finiteelementmo
7、delling;Powdermetallurgy1引言電場活化燒結(jié)技術(shù)，是近年來材料界研究的熱點之一。其原理主要是利用外加脈沖強電流形成的電場清潔粉末顆粒表面氧化物和吸附的氣體，凈化材料，活化粉末表面，提高粉末表面的擴散能[1－3]力，再在較低機械壓力下利用強電流短時加熱粉體進行燒結(jié)致密。與傳統(tǒng)的熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)相比，電場活化燒結(jié)技術(shù)具有升溫速度快（～1000℃/min）、保溫時間短(3－5min)、燒結(jié)溫基金項目：國家杰出青年基金資助項目（50325516）；廣東省科技攻關(guān)重大項目（2003A107
8、0302）；廣東省自然科學(xué)基金項目（05300306）作者簡介：楊俊逸（1978－）男，博士研究生，Tel:020-87112948Email:yangjunyi4@yahoo.com.cn357[4－5]度低等優(yōu)勢，因而能夠有效地抑制晶粒長大，提高或改善材料的性能。電場活化燒結(jié)，一般是將熱電偶測量的模壁或模沖的溫度作為燒結(jié)樣品溫度，然而由于電場活化燒結(jié)過程中升溫速率快、保壓時間短，勢必產(chǎn)生較大的溫度梯度，結(jié)果使
