钼粉冶金过程的数值模拟技术发展
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- 分类：钼的知识
- 发布于 2013年4月07日
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钼粉还原、成型、烧结工艺多依赖于生产经验积累。近年来随着钼制备加工技术的精整化，数值模拟逐渐用于钼的这3个粉末冶金工艺段，为研究微观演化过程，揭示钼制备加工过程的准确机制，进而为实现钼成型工艺的可控性提供理论支持。就这3段工艺的实质而言，钼粉还原阶段属于典型的扩散场现象，可借鉴流体介质模拟技术；成型、烧结过程属于典型的非连续介质体，且原料粉末组成异常复杂，无法建立统一的几何模式、物理模型和数学模型，目前尚无完善的模拟技术和模拟软件。
钼粉成型过程数值模拟
钼粉压制成型时，粉末的应力变形比固态金属复杂，可归纳为2个主要阶段：压制前期为松散粉末颗粒的聚合，压制后期为含孔隙的实体。粉末压制时由于大量不同尺寸粉末颗粒间的相互作用以及粉末与模壁间的机械作用和摩擦作用，再加上制品密度、弹性性能、塑性性能间的相互影响，粉末的力学行为是非常复杂的，还没有一个统一的材料模型。目前由于非连续介质力学的基本理论还不完善，国内外的研究大多是将粉末体作为连续体假设而进行的。粉末压制模型可简化为弹性应力-应变方程。
钼粉烧结过程数值模拟
烧结从本质上来说也是一种热加工工艺。烧结过程中的粉末固结和热量迁移是同时进行的，固结中的物理机制包括塑性屈服、蠕变和扩散。而粉末凝固过程中的局部压力和温度决定着这些物理机制对粉末固结所起的作用。同时，粉末凝固中的热量迁移（主要是热量传递）又深受局部相对密度的影响,因此，对烧结的分析必须结合热力学。
由于钼粉烧结过程的基础理论发展不足，无法建立足够的偏微分方程组，所以烧结过程的数值模拟，只能进行单元素系统、简单尺寸和形貌的钼粉情况下的简单模拟。这种模拟结果有助于分析其中的机制，但尚无法有效地指导生产工艺。
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