简介：用热重分析法研究低温条件下（450、500、550和600℃）,氢气还原微尺度氧化铁的还原动力学行为。结果表明：随氧化铁粉粒径减小和反应温度升高,初始反应速率加快,后期反应速率减慢。这是因为反应后期生成大量铁须,铁须之间形成搭桥,导致还原后的粉末严重烧结并致密化,阻碍气体的扩散,致使反应速率减慢。且随着粉体粒径减小,粉体表面吸附能增大,粉体致密程度提高,反应后期的粘结现象更加严重,反应速率相应减慢。采用Hancock-Sharp方法分析微尺度氧化铁粉恒温还原的动力学过程,发现前期阶段Fe2O3→Fe3O4,在500℃以下,相界面化学反应的阻力所占的比例较大,表明此阶段的反应控速环节为界面化学反应,温度超过500℃时,则由界面化学反应机理和相转变机理共同控制,点阵结构由Fe2O3的斜方六面体结构转变为Fe3O4的立方结构;后期阶段Fe3O4→Fe,由于粉体发生粘结,还原反应的控速环节转变为扩散控速。

简介：结合图、表和公式综述了材料设计从宏观到微观的不同层次理论的研究现状，包括连续介质力学、结构动力学、缺陷动力学、分子动力学和量子力学等，其中，量子力学属于微观层次，分子动力学主要属于介观层次，其余属于宏观层次；进而讨论了材料设计领域的构建材料结构与性质关系、以及沟通与整合各层次理论的跨尺度关联问题。最后，介绍了现阶段材料设计的知识库和数据库技术、专家系统技术、计算机模拟技术和纯理论计算方法等4种途径。

简介：采用离散元分析软件PFC-2D对纯钼粉末材料的单道次等径角挤压过程从细观角度进行数值模拟,获得其变形过程中载荷、颗粒和孔隙的变化规律。模拟结果表明,等径角挤压对粉末材料具有强烈的致密化作用,且整个变形过程可以分为4个阶段：颗粒重排、初始变形、过渡变形和稳定变形。分析认为,冲头压力首先使颗粒重排减少大孔隙,之后,由于压力增大使小孔隙闭合,剪切作用使颗粒和孔隙发生变形,结合强大的静水压力使材料致密。在400℃条件下的纯钼粉末黄铜包套单道次挤压实验结果与模拟结果具有较好的一致性,验证了所建离散元模型的可靠性。