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스파크 플라즈마 소결공정의 전산모사(1부 : 수식화)
Computer aided simulation of spark plasma sintering process (Part 1 : formulation) 원문보기

한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology, v.16 no.1, 2006년, pp.38 - 42  

금영탁 (한양대학교 기계공학부) ,  전종훈 (한양대학교 일반대학원 정밀기계공학과)

초록
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본 1부 연구에서는 스파크 플라스마 열에 의한 그린 세라믹의 소결에서 열전달 및 가압력으로 인한 상대밀도의 변화를 유한요소법(FEM)으로 해석하고 그 결과에 따른 입자성장을 몬테카를로법(MCM)을 이용하여 전산모사하는 방법을 제시하기 위하여 SPS의 FEH 해석과 MCM 해석의 이론적 배경을 기술한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Spark plasma sintering processes have been rapidly introduced recently to improve the quality and productivity of ceramic products and to solve the problem of environmental pollutions. Sintering temperatures and pressing pressures in the spark plasma sintering process are known to be the important f...

주제어

#Spark plasma sintering   #Monte Carlo method   #Finite element method   #Computer simulation   #Sintering temperature   #Pressing pressure   #Grain growth   #Relative density  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 1부 연구에서는 온도에 따른 AI2O3의 열전도율을 이용하여 SPS 과정에서 탄소 다이와 소결제의 사이에서 방전현상으로 발생하는 열의 전달에 의한 소결체 내부의 온도분포를 FEM으로 해석 하는 방법을 제시하였다.
  • 본 연구에서는 스파크 플라스마 소결공정으로 소결되는 A12O3 소결체 내부의 온도 분포를 유한요소법으로 해석하고, 온도분포에 따른 입자 성장 구조를 관찰한다.
  • 스파크 플라스마 소결은 탄소금형을 따라 강한 전류가 흐를 때 탄소금형과 소결체 사이의 방전으로 인한 고온 의 열이 탄소금형 내부의 소결체로 열전달이 일어나 소 결체가 소결되는 세라믹스 제조공정이다. 본 연구에서는 이러한 현상에 기초를 두고 열전대에서 측정된 온도를 소결온도로 보고 온도에 따른 소재의 열전도도를 이용하여 내부온도를 유한요소법으로 해석하였다. 다음은 소결 체 내부의 온도를 열전달 해석한 유한요소법을 기술한다.
  • 본 연구에서는 스파크 플라스마 소결의 온도분포, 입 자성장, 상대밀도를 해석 하기 위하여 SPS 공정을 유한 요소법 (FEM)과 몬테카를로법 (MCM)으로 전산모사한다. 이를 위하여 SPS의 FEM 해석과 MCM해석의 이론적 배경을 본 1부 연구에서는 기술한다.
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참고문헌 (11)

  1. S. Hoshii, A. Kojima and M. Goto 'Rapid baking of graphite powders by the spark plasma sintering method', Letters to the Editor/Carbon 38 (2000) 1879 

  2. Y.W. Gu, N.H. Loh, K.A. Khor, S.B. Tor and P. Cheang 'Spark palsma sintering of hydroxyapatite powders', Biomaterials 23 (2002) 37 

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  3. Masao Tokita, 'Trends in advanced SPS systems and technology', The Journal of The Society of Powder Technology Japan 30(11), 790-804 

  4. Jinhua Gao and R.G. Thompson 'Real time-temperature models for monte carlo simulations of normal grain growth', Acta Mater 44(11) (1996) 4565 

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  5. K. Mehnert and P. Klimanek 'Monte Carlo simulation of grain growth in textured metals', Scripta Materialia 35(6) (1996) 699 

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  6. N. Rajmohan and J.A. Szpunar 'Monte-Carlo simulation of gross texture development in silicon steel in the presence of MnS particles', Materials Science and Engineering A 289 (2000) 99 

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  7. R. Chakarova, D.E. Oner, I. Zoric and B. Kasemo 'Monte carlo simulation of initial Al(111) oxidation', Surface Science 472 (2001) 63 

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  8. Yunus A. Cengel, Heat Transfer, McGraw-Hill (1999) 

  9. Daryl L. Logan, 'A first course in the finite element method', third edition, Thomson Learning (1993) 

  10. Frank P. Incropera and David P. Dewitt, 'Introduction to heat transfer', Second Edition, John Wiley & Sons, INC. (1990) 

  11. Randall M. German, 'Sintering theory and practice', John Wiley & Sons, Inc. (1996) 

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