预测TiBx铜基复合材料增强相竞争形核的方法技术

本发明专利技术公开的预测TiBx铜基复合材料增强相竞争形核的方法，包括以下步骤：S1、基于朗道相变理论建立能够描述CuTi熔体

【技术实现步骤摘要】
预测TiBx铜基复合材料增强相竞争形核的方法


[0001]本专利技术属于材料冶金
，具体涉及一种预测TiBx铜基复合材料增强相竞争形核的方法。

技术介绍

[0002]铜具有优异的导电性能，但其较低的强度、耐磨度制约了其在电触头领域的应用。TiB2颗粒具有高熔点、高硬度、耐熔融金属腐蚀性好，且具有很好的导电性，将其作为第二相制备Cu
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TiB2复合材料，既可保持铜基体的优良导电性，又可提高其强度和硬度。而TiB晶须可以提高铜基体的机械性能，但是由于二者润湿性较差，当TiB含量超过一定值时会使复合材料的整体性能下降。当前制备TiB2增强铜基复合材料多采用原位反应法，在制备过程TiB与TiB2都达到形核条件，能够同时形核。由于原位反应形核是一个相变速度快、位置随机、两相竞争的复杂过程，缺少有效方法定量预测两相形核率、体积比以及两相尺寸分布。随着计算机技术的快速发展及相变理论的不断完善，采用数值模拟方法研究这一相变过程成为了可能，利用数值模拟技术可以定量的预测TiB
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增强铜基复合材料制备过程中TiB2/TiB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.预测TiBx铜基复合材料增强相竞争形核的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于朗道相变理论建立能够描述CuTi熔体
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CuB熔体
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TiB
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TiB2四相共存相变过程的总自由能泛函；S2、计算并收集CuTi、CuB以及TiB、TiB2的物性参数代入到总自由能泛函中进行计算；S3、求解Navier
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Stokes方程得到CuTi、CuB两熔体的界面几何信息，得到数值模拟的初始条件；S4、采用开源有限元求解器MOOSE中的相场模块、传热模块来对序参量场、成分场及温度场进行求解；S5、通过给定不同噪声强度，重复执行步骤1到4，对多组序参量场、成分场及温度场进行可视化及结果分析。2.根据权利要求1所述的预测TiBx铜基复合材料增强相竞争形核的方法，其特征在于，步骤S1的总自由能泛函F为：其中，c为Ti元素的摩尔浓度，η
i
是第i个晶粒的序参量场，k
c
为梯度项系数，ε为界面各向异性系数，f(c,η1,η2,...,η
n
,m)为体自由能密度函数。3.根据权利要求1所述的预测TiBx铜基复合材料增强相竞争形核的方法，其特征在于，步骤S1中，体自由能密度函数f(c,η1,η2,...,η
n
,m)具体为：其中，κ表示惩罚因子，m(η)是浓度场与序参量场的关联函数，m(η)＝1+∑
i
η
i2
，f(η
i
,m)为：其中，m(T)为界面驱动力，式中，T为温度，T

【专利技术属性】
技术研发人员：郭灿，张一弛，康晨瑞，梁淑华，张忠明，徐春杰，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：