Моделювання теплового стану комірки апарату високого тиску при спіканні крупногабаритних виробів із карбіду бору

Abstract

На основі методу скінченних елементів розроблена комп’ютерна модель температурного поля в робочій комірці апарату високого тиску (АВТ) в процесі спікання крупногабаритних виробів із карбіду бору при температурах 1700–1750 °С. Враховано залежність теплофізичних властивостей зразка від пористості та температури в процесі спікання. Показано, що шляхом вибору геометричних параметрів конструктивних елементів комірки АВТ можна вибрати таку її конструкцію, при використанні якої можна забезпечити в зразку в процесі спікання практично однорідне температурне поле та однорідність щільності і фізико-механічних властивостей спеченого зразка.

На основе метода конечных элементов разработана компьютерная модель температурного поля в рабочей ячейке аппарата высокого давления (АВД) в процессе спекания крупногабаритных изделий из карбида бора при температурах 170–1750 °C. Учтена зависимость теплофизических свойств образца от пористости и температуры в процессе спекания. Показано, что путем выбора геометрических параметров конструктивных элементов ячейки АВД можно выбрать такую ее конструкцию, при использовании которой можно обеспечить в крупногабаритных образцах в процессе спекания практически однородное температурное поле и однородность плотности и физико-механических свойств испеченного образца.

On the basis of the finite element method, a computer model of the temperature field in the working cell of the high pressure apparatus (HPA) was developed during the sintering of large-sized products from boron carbide at a temperatures of 1700 ... 1750 °C. The dependence of the thermophysical properties of the sample on porosity and temperature during the sintering process is taken into account. It is shown that by choosing the geometric parameters of the structural elements of the cell HPA it is possible to select such construction, in which it is possible to provide a practically homogeneous temperature field and homogeneity of density and physical properties of the sintered sample.