"Журнал технической физики"
Издателям
Вышедшие номера
Моделирование процесса компактирования нанопорошков в рамках гранулярной динамики
Болтачев Г.Ш.1, Волков Н.Б.1
1Институт электрофизики УрО РАН, Екатеринбург, Россия
Email: grey@iep.uran.ru
Поступила в редакцию: 13 октября 2010 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2011 г.

В рамках гранулярной динамики в 2D-геометрии моделируется процесс одноосного компактирования нанопорошков. Начальные конфигурации расположения частиц генерируются различными способами: посредством слоя частиц, совершающих броуновское движение (изотропные структуры), и посредством гравитационного падения частиц (анизотропные структуры). Изучается влияние краевых эффектов и размера модельной ячейки на свойства генерируемых структур. В процессе сжатия модельной ячейки принимаются в расчет упругие силы Герца между отдельными частицами, касательные силы трения Катанео-Миндлина-Дересевича и дисперсионные силы притяжения Ван-дер-Ваальса-Гамакера. Расчеты проводятся для монодисперсных порошков с размерами частиц от 10 до 400 nm и для "бескогезивного" порошка, в котором силы притяжения отсутствуют. Показывается, что учет дисперсионных сил позволяет промоделировать размерный эффект в прессовании нанопорошков: снижение прессуемости порошка с уменьшением размера частиц. Анализируются среднее координационное число порошковых систем, осевое и боковое давление, влияние на прессуемость порошка плотности, анизотропности начальной структуры. Обсуждается применимость известной формулы Рамфа для описания размерного эффекта.
  • Siegel R.W. // Nanostruct. Mater. 1994. Vol. 4. P. 121
  • Ivanov V.V., Khrustov V.R., Paranin S.N., Medvedev A.I., Shtol'ts A.K., Ivanova O.F., Nozdrin A.A. // Glass Phys. Chem. 2005. Vol. 31. N 4. P. 465
  • Khrustov V.R., Ivanov V.V., Kotov Yu.A., Kaigorodov A.S., Ivanova O.F. // Glass Phys. Chem. 2007. Vol. 33. 4. P. 379
  • Андриевский Р.А., Рагуля А.В. Наноструктурные материалы: М.: Академия, 2005. 192 с
  • Болтачев Г.Ш., Волков Н.Б., Добров С.В., Иванов В.В., Ноздрин А.А., Паранин С.Н. // ЖТФ. 2007. Т. 77. Вып. 10. С. 58
  • Болтачев Г.Ш., Волков Н.Б., Иванов В.В., Паранин С.Н. // ПМТФ. 2008. N 2. С. 211
  • Болтачев Г.Ш., Волков Н.Б., Иванов В.В., Паранин С.Н. // Перспективные материалы. 2008. N 5. С. 5
  • Филоненко В.П., Хвостанцев Л.Г., Баграмов Р.Х., Трусов Л.И., Новиков В.И. // Порошковая металлургия. 1992. N 4. С. 16
  • Vassen R., Stoever D. // Powder Technol. 1992. Vol. 72. P. 223
  • Zhao M., Li X., Wang Z., Song L., Xiao L., Xu B. // Nanostruct. Mater. 1992. Vol. 1. N 5. P. 379
  • Yen K.Z.Y., Chaki T.K. // J. Appl. Phys. 1992. Vol. 71. N 7. P. 3164
  • Yu A.B., Feng C.L., Zou R.P., Yang R.Y. // Powder Technol. 2003. Vol. 130. P. 70
  • Balakrishnan A., Pizette P., Martin C.L., Joshi S.V., Saha B.P. // Acta Mater. 2010. Vol. 58. P. 802
  • Болтачев Г.Ш., Волков Н.Б. // Письма в ЖТФ. 2010. Т. 36. Вып. 17. С. 96
  • Cundall P.A., Strack O.D.L. // Geotechnique. 1979. Vol. 29. N 1. P. 47
  • Lian J., Shima S. // Int. J. Numer. Methods Eng. 1994. Vol. 37. N 5. P. 763
  • Yang R.Y., Zou R.P., Yu A.B. // Phys. Rev. E. 2000. Vol. 62. N 3. P. 3900
  • Agnolin I., Roux J.-N. // Phys. Rev. E. 2007. Vol. 76. P. 061 302
  • Agnolin I., Roux J.-N. // Phys. Rev. E. 2007. Vol. 76. P. 061 303
  • Agnolin I., Roux J.-N. // Phys. Rev. E. 2007. Vol. 76. P. 061 304
  • Gilabert F.A., Roux J.-N., Castellanos A. // Phys. Rev. E. 2007. Vol. 75. P. 011 303
  • Gilabert F.A., Roux J.-N., Castellanos A. // Phys. Rev. E. 2008. Vol. 78. P. 031 305
  • Luding S. // Granul. Matter. 2008. Vol. 10. P. 235
  • Antony S.J., Kruyt N.P. // Phys. Rev. E. 2009. Vol. 79. P. 031 308
  • Medina E., Garcia X., Urdaneta V. // Phys. Rev. E. 2010. Vol. 81. P. 022301
  • Hertz H. // J. Reine Angew. Math. 1881. Bd 92. S. 156
  • Cattaneo C. // Accademia dei Lincei, Rendiconti. Ser. 6. 1938. Vol. 27. P. 342, 434, 474
  • Mindlin R.D. // J. Appl. Mech. (Trans ASME). 1949. Vol. 16. P. 259
  • Mindlin R.D., Deresiewicz H. // J. Appl. Mech. (Trans ASME). 1953. Vol. 20. P. 327
  • Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. VII. М.: Наука, 1987. 248 с
  • Финогенко И.А. // Соросовский образовательный журнал. 1999. N 8. С. 122
  • Hamaker H.C. // Physica. 1937. Vol. 4. 10. P. 1058
  • Физические величины: Справочник / А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др. Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М. Энергоатомиздат, 1991. 1232 с
  • Buttner H., Gerlach E. // Chem. Phys. Lett. 1970. Vol. 5. P. 91
  • Visser J. // Adv. Colloid Interfac. 1972. Vol. 3. N 4. P. 331
  • Kumar V.S., Kumaran V. // Phys. Rev. E. 2006. Vol. 73. P. 051 305
  • Rumpf H. // Agglomeration. Ed by W.A. Knepper. N.Y.: Interscience Publishers, 1962. P. 379-418
  • Avery R.G., Ramsay J.D.F. // J. Colloid Inter. Sci. 1973. Vol. 42. N 3. P. 597
  • Frenkel G., Blumenfeld R., Grof Z., King P.R. // Phys. Rev. E. 2008. Vol. 77. P. 041 304
  • Гильберт Д., Кон-Фоссен С. Наглядная геометрия. М.: Наука, 1981. 344 с
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.