多物理场耦合粉末成形中电热聚焦效应

为研究多物理场耦合粉末成形技术的低温超快速致密化成形机理,采用多物理场耦合粉末成形技术制备了微型铜齿轮。对铜粉末在600℃烧结过程的动力学曲线进行了分析,观察铜粉末分别在300、500和600℃烧结时试样断口的微观形貌,同时针对铜粉末烧结过程中的电流密度分布和温度场分布进行了数值模拟。研究发现,多物理场耦合粉末成形技术快速升温过程中,电场和热场在粉末颗粒中分布极不均匀,粉末颗粒接触处的电流密度和温度均远远高于颗粒其它位置的电流密度和温度,为此首次提出了"电热聚焦效应"。结果表明,电场和热场耦合并在颗粒接触点处高度聚焦产生的电热聚焦效应是多物理场耦合粉末成形过程中粉末材料实现低温超快速致密化成形的重要原因。

金属粉末成形技术若干进展

金属粉末成形技术是一种高效、近净成形的先进制造技术,在许多领域有着广泛应用。就近几年粉末成形技术的发展,着重评述了几种粉末成形技术的原理和特点,并对其存在问题及发展趋势进行了讨论。同时指出金属注射成形、选区激光烧结及电场活化烧结技术是今后粉末成形技术的发展方向。

多场耦合作用下粉末成型固结技术及其装备的发展

综述多场耦合作用下粉末冶金零件的制备技术及其装备,包括力、温度两场耦合的温压成型,磁、力两场耦合的动磁压制成型,强电场、温度场和应力场耦合的放电等离子烧结方法,以及强电场、磁场、温度场和应力场四场耦合作用下的多场耦合粉末成型。讨论多场耦合粉末固结成型装备的发展方向。

增材制造技术中基于时域有限元方法的声波—弹性波耦合(二):应用

立足于增材制造技术应用需求,构思若干声波—弹性波耦合模型,以带有完全匹配层(PML)的声波—弹性波耦合方程的等效积分弱形式为理论基础,对模型进行求解,研讨远场、近场条件下声波—弹性波耦合对波场传播的影响。由基础模型得知,在声波—弹性波耦合机制的作用下可产生8种模式波,根据模式波的传播规律和模式波间的共性特征,可将其归纳为四类波:Ⅰ类波(直达纵波、反射纵波)、Ⅱ类波(折射横波、折射纵波)、Ⅲ类波(透射横波、透射纵波)、Ⅳ类波(pseudo-Rayleigh波、Stoneley波)。对远场考察模型进行的讨论,为Ⅰ类波和Ⅲ类波的归类提供了补充支持,并对四类波传播到异常体后的特性进行了诠释。在近场考察模型中,根据波场传播情况和“有无对比”的原则,讨论铝板长度有限和铝板存在缺陷对波场的贡献,得到结论和启示:1)声波/弹性波现场测量很大程度上受到仪器有限长度的干扰,需采用增材制造技术在仪器两端匹配复介弹常数满足一定规律的衰减材料;2)增材制造技术的发展对无损检测仪器的精度提出了较高的期望;3)铝板长度有限对波场的贡献,对铝板缺陷不甚敏感,但铝板存在缺陷对波场的贡献,对铝板长度尤为敏感,两因素的共同作用不可简单视作各因素独立作用的线性叠加。