ZrB2陶瓷燒結初期蒙特卡羅模擬.pdf

1、陶瓷燒結模擬的研究工作多數(shù)停留在對方法本身的探討，諸如模型以及算法等，而與實際具體材料緊密結合的工作較少，本文以ZrB2陶瓷為具體研究對象，通過計算機模擬，采用蒙特卡羅Q態(tài)Potts模型對二維雙球ZrB2顆粒燒結初期進行了模擬研究，模擬中考慮了擴散燒結理論中的表面擴散機制和晶界擴散機制。
　　燒結是在高溫下進行的，所以模擬中所需要的參數(shù)應取在高溫時的值。為了獲得較高溫度時ZrB2顆粒的表面能，以作為進行蒙特卡羅模擬輸入的參數(shù)，本文

2、首先采用余氏理論，在其基本假設前提下，結合間距差(BLD)法計算單鍵能，獲得了ZrB2較高溫時的表面能，不同晶面由于斷鍵情況不同表面能不同，但在較高溫度下其差別不大，平均表面能為2.42J/m2。
　　本文在進行蒙特卡羅模擬時，對具體算法進行了改進，優(yōu)化了隨機選點的質(zhì)量，提高了選擇到有效點的效率。本文還對步長的統(tǒng)計方法進行了改進，使所模擬系統(tǒng)可以在普通計算機上較快的向穩(wěn)定態(tài)演化。
　　在ZrB2顆粒燒結初期模擬中，兩等大顆粒

3、情況下考慮了不同溫度參數(shù)對燒結頸頸長比、顆粒中心距的影響。隨著溫度的升高頸長比逐漸增大但是在較高溫度時變小，顆粒中心距的變化情況也具有相似規(guī)律。獲得的顆粒間線性收縮率基本上為6％。
　　本文也考慮了不同判斷依據(jù)和不同近鄰數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)考慮更多近鄰促使顆粒中心距在相同步數(shù)下快速減小，但是500步時，所耗機時增加了20%。對于三等大顆粒模擬，除表面擴散和晶界擴散機制外，引入蒸發(fā)冷凝機制來克服二維模擬的缺陷，在演化過程中發(fā)現(xiàn)顆粒間形成的