Wie findet man ein optimales Temperaturprofil für das ratengesteuerte Sintern (RCS)?
Sintern von Al2O3 bei konstanter Schrumpfungsrate
Einführung
Für einige industrielle Prozesse wie das Sintern ist es wichtig, das Temperaturprofil für den Sinterprozess mit konstanter Schrumpfungsrate zu kennen. Dieser Prozess wird Rate Control Sintering (RCS) genannt. Auch für den Entbinderungsprozess ist das Temperaturprofil für einen konstanten Massenverlust (Rate Constant Mass Loss RCM) erforderlich.
Kinetics Neo die Software hilft Ihnen, das Temperaturprofil für den gegebenen Wert der Sinterrate zu finden. Es ist sowohl möglich, die glatte ideale Temperaturkurve für diesen Prozess zu finden, als auch das Temperaturprofil zu erstellen, das aus den Temperatursegmenten (Temperaturschritten) mit konstanter Heizrate besteht.
Für die Erstellung des Temperaturprofils ist ein Kinetisches ModellKinetisches Modell ist ein allgemeiner Begriff, der das Schema (die Struktur) der einzelnen Reaktionsschritte einer mehrstufigen chemischen Reaktion, die Reaktionstypen und die kinetischen Parameter dieser Schritte enthält.kinetisches Modell für diesen Prozess erforderlich.
In dieser Anleitung wird ein Beispiel für die Berechnung des Temperaturprofils für das Rate Control Sintering (RCS) auf der Grundlage eines kinetischen Modells für DIL-Daten vorgestellt.
Laden Sie das kinetische Beispielprojekt
1.starten Sie die Software Kinetics Neo und öffnen Sie das Beispielprojekt mit dem kinetischen Modell für die Sinterung von Al2O3
Klicken Sie auf die Registerkarte " Datei" in der oberen Hauptleiste, dann auf " Öffnen" in der linken Leiste und wählen Sie " Proben". Das Verzeichnis Kinetics Neo samples wird im Windows Explorer geöffnet. Wählen Sie das Verzeichnis DIL_Al2O3.
2.öffnen Sie die Projektdatei Kinetics Neo Al2O3_Analysis.kinx2.
3.das geladene Projekt enthält ein vierstufiges kinetisches Modell mit dem Namen q:
Wir werden dieses Modell zur Berechnung des Temperaturprofils für das ratengesteuerte Sintern verwenden.
Berechnung des Temperaturprofils für RCS
Wählen Sie im Projekt-Panel die Option Konversionsrate in der Optimierungsgruppe.
Wählen Sie im Eigenschaften-Panelq für das aktuelle Modell, setzen Sie die minimale Temperatur auf 1200°C und die maximale Temperatur auf 1700°C, die Umrechnungsrate auf 0,1%, klicken Sie dann auf Berechnen und wählen Sie im Menüband für die X-Achse die Option Zeit:
Die optimale Temperaturkurve wird nun als gestrichelte Linie dargestellt, und die entsprechende Sinterkurve mit konstanter Schrumpfungsrate ist die durchgezogene Linie. Wenn die Temperaturkurve nicht angezeigt wird, aktivieren Sie im Eigenschaften-Panel das Kontrollkästchen Temperaturprogramm auf EIN.
Temperaturprofil als Idealkurve exportieren
Klicken Sie auf Daten exportieren und speichern Sie die exportierte Datei als Temp_Curve.txt
Die exportierte Datei enthält die Spalten Zeit, Temperatur und Längenänderung als Kurven.
Export eines "echten" Temperaturprofils, bestehend aus Temperaturschritten mit konstanter Heizrate
Setzen Sie im Eigenschaften-Panel die Anzahl der Temperaturschritte auf 20, schalten Sie das Kontrollkästchen Temperaturschritte ein und klicken Sie auf Berechnen.
Jetzt wird das Temperaturprogramm mit 20 Temperaturschritten berechnet.
Klicken Sie im Bereich Eigenschaften auf Temperaturschritte exportieren, um dieses Temperaturprogramm als Satz von 20 Temperaturschritten zu speichern. Jede Zeile in der exportierten Datei enthält die Anfangstemperatur, die Endtemperatur, die Heizrate und die Segmentdauer.
Die Anzahl der exportierten Dezimalstellen kann in den Einstellungen unter dem Punkt Digitale Präzision der exportierten Daten eingestellt werden.
das gleiche Optimierungsverfahren kann für die Berechnung des optimalen Temperaturprofils für den ratengesteuerten Massenverlust (RCM) auf der Grundlage des kinetischen Modells für TG-Daten verwendet werden.
Die Zersetzung mit der konstanten Rate ist nützlich für die Optimierung des Entbinderungsprozesses für die Sintermetallurgie oder die Keramikproduktion.