view in publisher's site

An atomistic simulation study of nanoscale sintering: The role of grain boundary misorientation

Highlights•Atomistic simulations were employed to investigate nanoscale sintering.•Particle neck growth was examined as a function of GB misorientation.•Pore shrinkage kinetics is highly dependent on the GBs present in the system.AbstractSintering is a processing technique used to produce bulk materials from powder compacts. Recently, sintering has been the subject of active research for its relevance to a wide range of applications, such as additive manufacturing and fabrication of bulk nanocrystalline materials. Of particular interest is the role of grain boundaries (GBs) on sintering mechanisms, cooperative mass transport, and pore shrinkage rates. Herein, atomistic simulations are leveraged to investigate sintering kinetics and densification rates of nanoscale particles as a function of GB misorientation. The two-particle geometry is used to examine particle neck growth rates and crystallographic re-orientation events, and report relative GB diffusion rates as a function of GB misorientation. For the three-particle configuration, simulation results reveal a plethora of pore shrinkage profiles ranging from complete shrinkage to stagnant response depending on the GBs present in the system. This is the first atomistic study that systematically examines the role of GB misorientation on pore shrinkage rates. Our results highlight the need to revisit continuum sintering treatments in order to account for the anisotropy in GB properties.Graphical abstractDownload high-res image (274KB)Download full-size image

مطالعه شبیه‌سازی اتمی تف جوشی در مقیاس نانو: نقش جهت گیری مرز دانه

نکات برجسته: شبیه‌سازی‌های اتمی برای بررسی سینترینگ در مقیاس نانو به کار گرفته شدند. رشد گردن ذرات به عنوان تابعی از جهت گیری اشتباه GB مورد بررسی قرار گرفت. سینتیک انقباض پودر به شدت به GBs موجود در سیستم بستگی دارد. تجزیه و تحلیل یک تکنیک پردازش است که برای تولید مواد حجیم از ترکیبات پودری استفاده می‌شود. اخیرا، تف جوشی موضوع تحقیقات فعال برای ارتباط آن با طیف گسترده‌ای از کاربردها، مانند تولید افزایشی و ساخت مواد نانوکریستال توده‌ای بوده‌است. به طور خاص، نقش مرزه‌ای دانه‌ای (GBs)در مکانیزم‌های سینترینگ، انتقال جرم مشترک، و نرخ انقباض منافذ مورد توجه است. در اینجا، شبیه‌سازی‌های اتمیستیک برای بررسی سینتیک سینترینگ و نرخ متراکم سازی ذرات در مقیاس نانو به عنوان تابعی از جهت گیری اشتباه GB مورد استفاده قرار می‌گیرند. هندسه دو ذره‌ای برای بررسی نرخ رشد گردن ذرات و رویداده‌ای جهت گیری مجدد کریستالوگرافی استفاده می‌شود و نرخ انتشار نسبی GB را به عنوان تابعی از جهت گیری اشتباه GB گزارش می‌کند. برای پیکربندی سه ذره‌ای، نتایج شبیه‌سازی، بسته به GBs موجود در سیستم، مجموعه‌ای از پروفایل های انقباض منافذ از انقباض کامل تا پاسخ ساکن را نشان می‌دهند. این اولین مطالعه اتمیستی است که به طور سیستماتیک به بررسی نقش جهت گیری اشتباه GB بر نرخ انقباض منافذ می‌پردازد. نتایج ما نیاز به بازبینی مجدد عملیات سینترینگ پیوسته به منظور در نظر گرفتن نا همسانگردی در خواص GB را برجسته می‌کند. تصویر انتزاعی تصویر با کیفیت بالا را دانلود کنید (۲۷۴ KB)تصویر با اندازه کامل را دانلود کنید.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.