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

1、陶瓷-金屬-陶瓷(PZT-Ag-PZT)燒結(jié)焊接是一個涉及物理、傳熱、晶體學(xué)和力學(xué)的復(fù)雜過程。它主要涉及傳熱過程、金屬的燒結(jié)長大、焊接應(yīng)力和變形等。一旦能夠?qū)崿F(xiàn)對各種焊接現(xiàn)象的計算機模擬，我們就可以通過計算機系統(tǒng)來確定焊接各種結(jié)構(gòu)和材料的最佳設(shè)計、最佳工藝方法和焊接參數(shù)。本論文針對這一系列問題，開展了焊接的殘余應(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為運行環(huán)境，采用

2、蒙特卡羅模型(MC)，研究了單一相晶粒長大動力學(xué)的動態(tài)過程和材料微觀組織拓撲學(xué)上的變化。 (2)引入空位躍遷和氣孔遷移機制，討論氣相含量、燒結(jié)時間等對Ag燒結(jié)晶粒長大和形貌的影響，得到如下結(jié)論：a．氣相對于晶粒的長大有明顯的“釘扎，，作用。b．隨著氣相含量的增加，對于晶粒長大的阻礙作用越加明顯，晶粒很難長大，而氣相含量少的情況，會出現(xiàn)氣孔被包裹于晶粒中的情況。c．含有空位湮滅機制的情況下，晶粒長大阻礙力小，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，對于燒結(jié)焊接的殘余應(yīng)力進行了分析，并對于其可能的斷裂機理進行了分析，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。 通過研究和對比論證，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)長大模型，并對于程序進行了一定的優(yōu)化修正，研究了氣相對于晶粒燒結(jié)長大的影響，為采用數(shù)學(xué)模擬燒結(jié)過程中晶粒長大提供了一定的指導(dǎo)。同