多物理场耦合作用下烧结颈长动力学模拟

谭树林^1,2，张晓敏^1,2，赵志鹏^1,2，邬周志^1,2

1. 重庆大学航空航天学院2. 重庆市非均质材料力学重点实验室

摘 要：通过建立一套热-力-扩散全耦合方程并结合相场法模拟了固态烧结微结构演化,以研究烧结过程中驱动力与颈部生长的关系。计算结果表明,相对颈部半径与烧结时间遵循负幂指数关系,全耦合情况下,应变梯度耦合项起主要作用,温度梯度耦合项的影响较小;随着烧结颈部长大,颈部曲率迅速减小,烧结驱动力大幅降低。对比不同扩散迁移率下颈部相对半径的生长速率与烧结颈长驱动力关系曲线可以得出动力学方程,方程表明,颈部相对半径生长速率等于烧结颈长驱动力的k0次幂与扩散迁移率有关的物性参数CM之积。烧结颈长驱动力仅与颈部形态相关,与烧结速度和烧结历程无关。

关键词：固态烧结;热力扩散耦合;烧结驱动力;形态演化;相场模型;