李东绪，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

化晶粒、加速合金固溶以及改善材料力学性能的效果[2-3]。然而，有关超声辅助无压烧结陶瓷刀具材料的相关研究较少，超声波的空化效应对陶瓷刀具材料晶粒生长的影响机制尚不明确。采用蒙特卡罗法可实现对晶粒生长过程的模拟，刘曦阳[4]利用蒙超声技术是20世纪发展起来的一种高新技术，目前主要应用在超声治疗、超声焊接、超声清洗和超声分散等领域[1]。国内外学者研究了超声波对铝熔体和铝合金组织的影响，发现超声波可在金属熔体中引发空化效应，从而达到增大熔体形核率、细特卡罗法模拟了Al2O3/SiC陶瓷刀具材料微观组织的演变过程。王晓勉等[5]利用蒙特卡罗法进行了粉末固相烧结的晶粒生长动力学模拟。邵想等[6]采用蒙特卡罗法模拟了不含气孔的Mo2FeB2基金属陶瓷材料在液相烧结阶段的微观组织演变过程。但是，将蒙特卡罗法用来模拟超声辅助无压烧结下晶粒生长的研究较少。因此，本文从超声理论和陶瓷刀具材料的液相烧结理论出发，构建超声作用下无压烧结陶瓷刀具材料时晶粒生长的模型，研究超声空化效应；同时，利用蒙特卡罗法模拟超声作用下无压烧结陶瓷刀具材料时晶粒的生长过程。

1 材料及理论

1.1 材料的选用

由功率超声处理金属熔体的相关研究可知，金属熔体中存在的气泡在一定的超声作用下可发生空化效应[2]。……