MULTIPHYSICS MODELING OF THE SPARK PLASMA SINTERING PROCESS
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
يتم تعريفتكليس شرارةالبلازما (SPS)كأسلوبمعالجة، والتي تكلسالمواد باستخدامالتيار الكهربائيبالتزامنمع الضغطأحادي المحور. أنها توفرالعديد منالمزايا أكثر منالتقنيات التقليديةمثلتحقيقالكثافةشبهالنظرية، وتشكل البلورات النانونية فيفترات تكليسقصيرة للغاية، متجنبة نمو الحبوب الغير طبيعية،وسطوح العينات النظيفة بسببالتفاعل مع غازات البلازما. ومع ذلك، فإنالعوائق الرئيسية لتكليس شرارةالبلازما التيلم تلاحظفيتقنيات التكليسالتقليدية تشملصعوبة في تكليس العينات ذو الاشكال المعقدة أو كبيرةالحجم، نسبيا درجة عالية من عدم التجانسفيالخصائص الميكانيكية، وتراكم الشحنات خاصة فيعزل المساحيق. وبالتاليمن أجلتحقيق أفضل النتائجالمعالجة، يجب الامساك بالفهم الراسخ لحركية تكليس شرارةالبلازما. و بما أن الطرق التجريبيةلا تسهلقياس درجة الحرارة و الضغط و الكثافة النسبية للتكليس أثناء اجراء التجربة، على المرء الاعتماد علىالتقنيات الحاسوبيةمن أجلالحصول على فهمأفضل للعملية الحركية. وتستخدمهذهالتقنيات الحاسوبيةفي التنبؤ بعلاقة مميزات البنيةللمواد الجاري تكليسها ، والاستفادة المثلى من معايير العملية من أجلتحقيق أفضلالخواص الميكانيكية في غياب عدم التجانس. الهدفالرئيسي من هذا العملالحسابيفي هذه الدراسةهو تطوير عناصر محدودة مقترنة كهربائيا وحرارياوميكانيكيا باستخدام عملية تكليس شرارةالبلازما. وقد استخدمهذا النموذجلدراسةفئتين مختلفتين منالمواد - الألومنيوم(موصل كهربائي)والألومينا (عازل كهربائي),حيث تماعتبارمجموعة ذو نسب مختلفة من نسب العرض للطول لكل عينةعلى شكلالقرص. من أجلالتحقق من صحةالنتائجالتي تم الحصول عليهاعن طريقالتحليلالحسابي، أجرت دراسة تجريبيةعلى نطاق ضيقلتحديد العلاقةبينعملية المتغيرات لتكليس شرارة البلازما والخواص الميكانيكية للعينة المتكلسة. المقارنة بينالنتائج تم الحصول عليهامنالنموذج الحسابيمعتلك التي تحققتمندراسة تجريبية، تشير إلى أن جميع المتغيرات وكذلكالخواص الميكانيكيةتتميز بعدم التجانس في حدود العينات المتكلسة.