高溫自潤(rùn)滑材料電磁感應(yīng)熔滲過程研究.pdf

1、本論文是在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助下完成，探討了電磁感應(yīng)熔滲法在制備高溫自潤(rùn)滑材料過程中的影響因素。
　　 論文首先采用熱電磁耦合場(chǎng)的分析方法，建立了自潤(rùn)滑材料電磁感應(yīng)加熱熔滲的分析模型，對(duì)電磁感應(yīng)加熱在自制圓柱燒結(jié)基體材料軸向截面內(nèi)部形成的均勻溫度梯度場(chǎng)進(jìn)行了模擬，研究改變電流或電源頻率的方法對(duì)加熱溫度的影響。研究表明：選擇電源頻率為10×104Hz，電流密度為15×106A/m2的加熱工藝參數(shù)，不但可以形成潤(rùn)滑劑熔滲所必須的

2、溫度場(chǎng)，而且在此工況下潤(rùn)滑劑與基體材料的潤(rùn)濕角小于90°，潤(rùn)滑劑粘度低，熔滲阻力小，有利于潤(rùn)滑劑的熔滲。
　　 其次，根據(jù)連續(xù)介質(zhì)理論，采用流體力學(xué)的分析方法，對(duì)液態(tài)潤(rùn)滑劑流體向多孔燒結(jié)基體內(nèi)部宏觀熔滲流動(dòng)過程中的溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和速度場(chǎng)的變化進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。分析得出：在潤(rùn)滑劑由熔化到熔滲速度穩(wěn)定的過程中，熔滲溫度場(chǎng)隨著外界熔滲壓力大小和時(shí)間長(zhǎng)短而變化。外界熔滲壓力與孔隙率越大，對(duì)熔滲溫度場(chǎng)的影響越大；熔滲速度與外界熔滲壓力的大小

3、成正比。由于集膚效應(yīng)的作用，在熔滲過程中，基體表層附近潤(rùn)滑劑粘度最低，熔滲速度最高。
　　 最后，建立燒結(jié)基體顆粒間的微觀孔隙流動(dòng)二維模型，采用低雷諾數(shù)的k-e雙方程計(jì)算模型，分析計(jì)算得出：在微觀多孔隙流動(dòng)中，存在層流和湍流兩種狀態(tài)，以雷諾數(shù)大小來區(qū)別層流和湍流的經(jīng)典方法在微觀多孔流動(dòng)中不再適用：在低速流動(dòng)的層流狀態(tài)，液態(tài)潤(rùn)滑劑在孔隙中流動(dòng)服從達(dá)西定律；而在相對(duì)高速的流動(dòng)狀態(tài)，將產(chǎn)生漩渦，呈非線性變化。由于流動(dòng)截面與粘性耗散成反