В данной работе изложены основные принципы конечно-элементного моделирования связанной задачи искрового плазменного спекания металлических частиц. Моделирование осуществлялось методом конечных элементов в термо-электро-механической постановке с учетом влияния температуры на параметры материала. Результаты моделирования сравнивались с экспериментальными данными. Была произведена аналитическая оценка влияния зернограничной и поверхностной диффузии на процесс спекания.

This dissertation presents the basic principles of finite element modeling of the coupled problem of spark plasma sintering of metal particles. The simulation was carried out by the finite element method in thermo-electro-mechanical formulation with the temperature effect on the material parameters. The simulation results were compared with experimental data. An analytical assessment of the effect of grain boundary and surface diffusion on the sintering process was made.

• Введение
• 1 Конечно-элементное моделирование искрового плазменного спекания никелевых шариков при высоковольтном разряде конденсатора
  • 1.1 Описание экспериментальных испытаний
  • 1.2 Построение математической модели
    • 1.2.1 Определяющие уравнения связанной задачи
    • 1.2.2 Конечно-элементная модель
    • 1.2.3 Граничные условия
    • 1.2.4 Параметры расчета
    • 1.2.5 Особенности построения КЭ модели с учетом ползучести
  • 1.3 Результаты конечно-элементного моделирования без учета влияния ползучести
    • 1.3.1 Результаты КЭМ для MN_20150728_Ni_258 (2V)
    • 1.3.2 Результаты КЭМ для MN_20150728_Ni_265 (3V)
    • 1.3.3 Результаты КЭМ для MN_20150728_Ni_267В (5V)
  • 1.4 Сравнение с экспериментальными данными
  • 1.5 Результаты моделирования с учетом ползучести
• 2 Исследование процесса шейкообразования межчастичной шейки металлических микрочастич путем диффузии
  • 2.1 Межфазное напряжение и микроструктура
    • 2.1.1 Угол смачивания
    • 2.1.2 Дихердральный угол
  • 2.2 Диффузия при спекании
    • 2.2.1 Зернограничная диффузия
    • 2.2.2 Поверхностная диффузия
  • 2.3 Модель деформации межчастичной шейки с учетом диффузии
  • 2.4 Модуль расчета диффузионного образования шейки между металлическими частицами
    • 2.4.1 Для бесконечного ряда частиц
    • 2.4.2 Для двух симметричных частиц
  • 2.5 Исследование влияния диффузионных параметров на образования шейки путем диффузии
    • 2.5.1 Исследование влияния диффузионных параметров на скорость диффузии для бесконечного рада частиц
    • 2.5.2 Исследование влияния диффузионных параметров на скорость диффузии для двух симметричных частиц
  • 2.6 Сравнение результатов на основе модуля расчета диффузионного образования шейки с аналитическими приближениями
• 3 Учет диффузии при конечно-элементном моделировании спекания металлических частиц
• Заключение
• Список литературы