高加热速率烧结效应：拉莫氏相场模型下掺锶氧化铝研究

烧结是广泛的制造工艺，占据全球能源消耗的相当大比例。然而，该工艺的控制主要依赖试错方式，既耗时又昂贵。近期发展的高加热速率烧结技术仅能进一步增加这种成本，虽其声称能实现更高的能源效率和更佳性能。本文旨在通过阐明高加热速率烧结过程中微观结构的演化，从而降低这些成本，使参数优化和性能提升更加便捷。研究重点在于解析代表性微观结构在局部和全局尺度上的变化，同时解决晶粒与绿色体的尺度问题，这在以前的文献中尚未实现。采用代表性多物理相场求解器，纳入新颖的基于粒子的温度模型，成功复现了高加热速率烧结中常见的诸多特征。将仿真数据与实验数据进行比较，结果在较大的密度范围内无需参数调整即可获得合理的一致性。此外，首次在文献中展示了包括晶粒生长效应的烧结前沿的推进。这些发现表明，该模型可用于设计实际的加热工艺，以烧结新型材料。