納米金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)、組織分析與性能設(shè)計(jì).pdf

1、陶瓷-金屬-陶瓷(PZT-Ag-PZT)燒結(jié)焊接是一個(gè)涉及物理、傳熱、晶體學(xué)和力學(xué)的復(fù)雜過(guò)程。它主要涉及傳熱過(guò)程、金屬的燒結(jié)長(zhǎng)大、焊接應(yīng)力和變形等。一旦能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種焊接現(xiàn)象的計(jì)算機(jī)模擬，我們就可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)確定焊接各種結(jié)構(gòu)和材料的最佳設(shè)計(jì)、最佳工藝方法和焊接參數(shù)。本論文針對(duì)這一系列問(wèn)題，開(kāi)展了焊接的殘余應(yīng)力和燒結(jié)焊接連接處的微觀形貌的數(shù)值模擬研究，得到的主要結(jié)論如下： (1)以C++builder 6.0為運(yùn)行環(huán)境，采用

2、蒙特卡羅模型(MC)，研究了單一相晶粒長(zhǎng)大動(dòng)力學(xué)的動(dòng)態(tài)過(guò)程和材料微觀組織拓?fù)鋵W(xué)上的變化。 (2)引入空位躍遷和氣孔遷移機(jī)制，討論氣相含量、燒結(jié)時(shí)間等對(duì)Ag燒結(jié)晶粒長(zhǎng)大和形貌的影響，得到如下結(jié)論：a．氣相對(duì)于晶粒的長(zhǎng)大有明顯的“釘扎，，作用。b．隨著氣相含量的增加，對(duì)于晶粒長(zhǎng)大的阻礙作用越加明顯，晶粒很難長(zhǎng)大，而氣相含量少的情況，會(huì)出現(xiàn)氣孔被包裹于晶粒中的情況。c．含有空位湮滅機(jī)制的情況下，晶粒長(zhǎng)大阻礙力小，其晶粒最終大小比僅有氣

3、孔遷移的大。 (3)采用彈塑性有限元模型，對(duì)于燒結(jié)焊接的殘余應(yīng)力進(jìn)行了分析，并對(duì)于其可能的斷裂機(jī)理進(jìn)行了分析，得到如下結(jié)論：殘余應(yīng)力主要集中在PZT和Ag交界處，而且由于在界面處存在殘余應(yīng)力和物理性能的躍遷，這些區(qū)域最易破壞。 通過(guò)研究和對(duì)比論證，本文建立了可行的單一相以及存在氣相情況下晶粒燒結(jié)長(zhǎng)大模型，并對(duì)于程序進(jìn)行了一定的優(yōu)化修正，研究了氣相對(duì)于晶粒燒結(jié)長(zhǎng)大的影響，為采用數(shù)學(xué)模擬燒結(jié)過(guò)程中晶粒長(zhǎng)大提供了一定的指導(dǎo)。同