郭富城 ，宋金鹏 ✉，高姣姣 ，吕 明

1) 太原理工大学机械与运载工程学院，太原 030024 2) 太原理工大学精密加工山西省重点实验室，太原 030024

✉通信作者, E-mail: songjinpeng@tyut.edu.cn

金属与陶瓷材料间润湿性的好坏对陶瓷刀具的性能起着关键作用[1]。目前，能有效提高金属与陶瓷间润湿性的方法有很多，王要利等[2]探究了合金元素对润湿性的影响，发现液相表面和固-液接触面上的合金元素可降低液相表面张力和固-液接触面处张力，进而提高润湿性。李勉等[3]通过陶瓷涂层或表面处理来提高固相表面能，改善润湿性。侯斌等[4]研究了热处理温度对金属相与硬质相间润湿性的影响，发现随着温度的升高，液相表面张力减小，润湿角变小，润湿性得以提高。由此可知，采用以上方式均可以提高金属相与陶瓷相间的润湿性，但提高能力有限。超声波具有净化界面、细化晶粒等作用，应用在铸造中，可明显提高铸件的性能[5−6]。但有关超声波在热压烧结陶瓷材料中的应用鲜见报道，且其润湿机理尚不明确。本研究通过构建双球冠润湿模型，依据润湿模型和最小能量原理，研究超声波对金属相与陶瓷相间润湿角的影响。

1 超声所产生的能量对液相烧结系统的影响

在陶瓷材料的液相烧结过程中，施加超声波后，固-液、液-气的表面能将发生变化，而固-液、液−气的表面能对润湿角有很大的影响[7−8]，这将会影响金属相与陶瓷相间的润湿性；同时，在金属液相中的部分声能会转化为热能[9]，影响液相体积的变化，进而改变液相表面能量。……