Simulation of densification behavior of nano-powder in final sintering stage: Effect of pore-size distribution
Simulation of densification behavior of nano-powder in final sintering stage: Effect of pore-size distribution
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最终烧结阶段纳米粉末致密化行为的模拟：孔径分布的影响
DOI：
10.1016/j.jeurceramsoc.2020.08.046
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发表时间：
2021
影响因子：
5.7
通讯作者：
Matsubara Hideaki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim Byung-Nam;Morita Koji;Suzuki Tohru S.;Li Ji-Guang;Matsubara Hideaki
在烧结的最后阶段，纳米级粉末经常形成孔隙结构，大多数孔隙被5个以上的颗粒包围。孔隙结构不同于粗粉。在本研究中，模拟和模拟了纳米粉体在烧结阶段的致密化行为。多孔体具有孔隙的初始尺寸分布，用威布尔函数表示。分析了孔隙间的力学相互作用，模拟了孔隙特征的演化和致密化动力学。尺寸分布孔隙的致密化率低于单一尺寸孔隙的致密化率。通过选择合适的孔隙尺寸分布，可以很好地再现致密率与孔隙率之间的实验关系。模拟结果还表明，致密化时的烧结应力随孔隙尺寸分布的不同而增大或减小，但明显低于单一尺寸孔隙的烧结应力。
In the final sintering stage, nano-sized powder frequently forms a pore structure where most pores are surrounded by more than 5 grains. The pore structure is different from that of coarse powder. In this study, the densification behavior of nano-sized powder is modelled and simulated in the final sintering stage. The porous body has the initial size distribution of pores, represented as a Weibull function. The mechanical interaction between pores is analyzed to simulate the evolution of porosity characteristics as well as densification kinetics. The densification rate for the size-distributed pores is lower than that for single-sized ones. The experimental relationship between the densification rate and the porosity could well be reproduced by choosing appropriate pore-size distributions. The simulation also shows that the sintering stress with densification may increase or decrease depending on the size distribution, but is remarkably lower than that for single-sized pores.
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