基于雙圓柱模型的鈦絲燒結機制研究.pdf

1、燒結機制是制備鈦絲燒結多孔鈦的核心科學問題，目前相關的燒結機理是以粉末燒結過程為基礎建立的，不適用于鈦絲燒結過程，嚴重制約了鈦絲燒結多孔鈦產品的研發(fā)進程，因此研究鈦絲燒結機理無疑具有重要的理論意義和應用價值。論文采用理論分析與實驗研究相結合的方法研究鈦絲之間的燒結機制。研究結果如下：
　　建立了鈦絲燒結下的雙圓柱模型，以雙圓柱模型為基礎進行了燒結頸生長過程幾何機構分析，得到了燒結頸部位的體積和側面積。對模型進行熱力學分析確定了無相

2、變情況下鈦絲燒結頸部能夠達到的臨界值。
　　在雙圓柱模型基礎上推導出了鈦絲燒結過程五種可能的控制頸部生長的物質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)建立了鈦絲燒結的理論燒結圖，結果表明：隨著燒結溫度的升高燒結頸部生長的主導物質遷移機制發(fā)生變化；在燒結頸形成初期（燒結頸的相對尺寸x頸/a小于0.1），隨著燒結溫度的升高

3、，燒結物質遷移機制由晶界擴散轉變?yōu)檎舭l(fā)-凝聚，最后轉變?yōu)楸砻鏀U散機制。
　　隨著燒結頸部的長大，燒結的物質遷移機制也會發(fā)生變化。燒結溫度在850℃時，當燒結頸的相對尺寸x頸/a約為0.1時，燒結物質遷移機制由表面擴散逐漸轉變?yōu)檎舭l(fā)凝聚。當燒結頸的相對尺寸x頸/a達到約0.5時，燒結物質遷移機制又由蒸發(fā)凝聚機制轉變?yōu)榫Ы鐢U散機制。燒結溫度在950℃左右時，當燒結頸的相對尺寸x頸/a約為0.2時，燒結物質遷移機制機制由表面擴散逐漸轉變