金属粉末的微波闪烧：从实验证据到多物理场模拟
材料科学
2020-11-24 v1
摘要
闪烧现象主要见于陶瓷，因其电导率的热失控在氧化锆或碳化硅等材料中表现显著。由于金属电导率较高，金属的闪烧几乎不存在。本工作提出了一种基于微波方法的原创金属粉末闪烧技术。在所发展的方法中，实验揭示了 Ti-6Al-4V 粉末在微波辐照下异常快速（60 s）的热与烧结失控现象。基于电磁-热-力（EMTM）模型对该现象进行了模拟。所发展的多物理场模型表明，金属粉末试样的失控并非源于其本征材料属性，而是由周围工装材料热激活的共振现象所致。EMTM 模拟以极高精度预测了实验中观测到的微波分布以及由此产生的致密化与粉末试样形状畸变。微波与常规烧结动力学的比较表明，微波加热下烧结行为显著加速。所发展的烧结方法具有实现高效小金属零件批量生产的潜力。
引用
@article{arxiv.2011.10769,
title = {Microwave flash sintering of metal powders: From experimental evidence to multiphysics simulation},
author = {Charles Manière and Geuntak Lee and Tony Zahrah and Eugene A. Olevsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.10769},
year = {2020}
}