粉末渗锌工艺中锌扩散的数值模拟

摘要：

目的 采用数值模拟法预测粉末渗锌的扩散过程.方法 通过分析粉末渗锌的机理及渗锌层的形成过程,基于 Fick第二定律,采用有限差分法建立了以锌为主扩散元素的渗锌模型.采用该模型模拟计算一定温度范围、一定时间内的渗锌层厚度和Zn含量随时间和温度的变化,并与相同条件下的实验测量值进行对比,验证模型的可靠性.实验制备了在360、375、390 ℃下分别保温4、6、8 h的渗锌样品,通过扫描电镜-能谱仪以及Smile View软件测定了样品中合金层的各相厚度和Zn含量,并与数值模拟计算结果进行对照.结果 实验测定的各相含量变化与计算结果吻合较好,合金层各相厚度及总厚度与计算结果接近.该模型能很好地反映渗锌层Zn含量及厚度随时间和温度的变化规律,可以计算模拟一定温度范围、一定时间内的渗锌层厚度及Zn含量变化.结论 该模型能有效预测粉末渗锌的扩散过程,可以用来指导渗锌工艺.

关键词：粉末渗锌、数值模拟、有限差分、扩散、模型、Fick第二定律

所属期刊栏目：47

分类号：TG174.445(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金51071181Supported by the National Natural Science Foundation of China51071181

在线出版日期：2018-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：135-141