Control of graded structure in gasars

Development of instruments for micro- and macrostructure design in functionally graded materials is a challenge for the modern industry. In this path, mathematical modeling and numerical simulation are extremely helpful techniques for design and investigations of functionally graded materials. The aim of this paper is to show the possibility for production of gasars with graded porous structure. This is done by means of comprehensive mathematical model of fered by the authors in a previous work. The way to control the structure by means of processing parameters is discussed on the basis numerical experiments related to copper/hydrogen system.

Rozwój metod projektowania mikro- i projektowanie makrostruktury materiałów określanych mianem funkcjonalnych gradientowo stanowi wyzwanie dla nowoczesnego przemysłu. Modelowanie matematyczne i symulacja numeryczna są technikami niezmiernie pomocnymi w zakresie wyznaczania wytycznych technologicznych dla opracowania i przewidywania właściwości danej klasy materiałów. Celem danej pracy jest analiza możliwości wytwarzania nowego rodzaju materiałów - hipotetycznych gazarów - charakteryzujących się gradientową strukturą porowatą. Opierając się na wynikach poprzednich praca autorów, zaproponowano model matematyczny, umożliwiający sterowanie strukturą mediów porowatych o ukierunkowanej strukturze por. Poczynione założenia przedyskutowano na podstawie numerycznych eksperymentów dotyczących układu miedź - wodór. Stwierdzono, że podstawowymi parametrami technologicznymi procesu wytwarzania gazarów o strukturze gradientowej jest parcjalne ciśnienie gazu, wywierane na ciekły metal przed i w trakcie krzepnięcia. Zmiana ciśnienia prowadzi do zasadniczych zmian w ilości zarodków i por w odniesieniu do jednostki powierzchni. Uzyskiwana porowatość może się wahać w szerokim zakresie 0-40%, co pozwala na wytworzenie materiału o wysokim gradiencie właściwości.