基于表面扩散机制金属纤维烧结的三维模拟

稀有金属材料与工程, 2016, 45(11): 2912-2917.

基于表面扩散机制金属纤维烧结的三维模拟

1.中南大学,湖南长沙,410083

2.中南大学,湖南长沙,410083

3.西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,陕西西安,710016

4.西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,陕西西安,710016

基金项目: 金属多孔材料国家重点实验室开放基金项目(PMM-SKL-4-2012) 国家自然科学基金重点项目(51134003) 国家重点基础研究发展计划(“973”计划)项目(2011CB606306) 国家自然科学基金项目(51174236)

关键词：金属纤维 , 表面扩散 , 烧结颈 , 数值模拟 , 初始局部几何结构

Three-dimensional Simulation of the Sintering Metal Fibers by Surface Diffusion

Keywords： metal fiber , surface diffusion , sintering neck , numerical simulation , initial local geometrical structure

根据两条相交金属纤维在交接处不同方向的截面是不同的椭圆-椭圆结构,基于表面扩散机制,在任意方向截面上建立金属纤维烧结结点的椭圆-椭圆模型,用水平集方法对所建模型进行数值求解,实现对任意方向截面上金属纤维烧结结点生长过程的二维数值模拟.将不同方向截面上的数值模拟结果进行重构,给出了金属纤维烧结结点生长过程的三维数值模拟方法.对夹角为60°的两条金属纤维烧结结点的生长过程进行了三维数值模拟,分析了不同方向截面上烧结颈半径的生长速度.数值结果表明,越靠近纤维锐角平分线方向烧结颈半径生长速度越快.数值模拟结果表明,金属纤维在各个截面上的初始局部几何结构对烧结颈的形成起到关键作用.

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