МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОНАГРІВУ ТА УЩІЛЬНЕННЯ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ КАРБІДУ БОРУ ПРИ СПІКАННІ В АПАРАТІ ВИСОКОГО ТИСКУ

Анотація

Виконано комп’ютерне моделювання електронагріву та ущільнення матеріалів на основі карбіду бору при їх спіканні в апараті високого тиску (АВТ) за температури 2073 K і тиску 2500 МПа. Використано модель Скорохода–Олевського–Штерна ущільнення пористих матеріалів з урахуванням кінетики росту зерен в процесі спікання. Моделювання виконано методом скінченних елементів. Встановлено, що перепад температури в зразку зберігається майже постійним протягом всього процесу витримки при температурі спікання. Показано, що тривалість процесу ущільнення всього зразка при спіканні в АВТ в 10 разів менша порівняно із тривалістю ущільнення при високошвидкісному спіканні і в кілька десятків разів менша, ніж при SPS-процесі. Показано також, що ріст зерна зразка протягом процесу спікання в АВТ є незначним. На стадії нагріву і витримки неоднорідність температурного поля впливає на неоднорідність розподілу розмірів зерен; неоднорідність розподілу розмірів зерен зростає із плином часу витримки. Результати моделювання росту розмірів зерен корелюють із результатами лабораторних експериментів.