利用高频交流电提高闪烧均匀性:趋肤效应的作用(英文)

作     者：肖巍伟 余亚丽 赵晓峰 倪娜 XIAO Weiwei;YU Yali;ZHAO Xiaofeng;NI Na

作者机构：上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084 上海交通大学材料科学与工程学院上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室上海200240 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2023年第51卷第12期

页      面：3077-3082页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(52072238) 上海市市级重大专项。 

主　　题：交流电闪烧 微观结构均匀性 趋肤效应 

摘      要：闪烧技术自发现以来已经被广泛研究了10多年,但其实际应用却极少被讨论,闪烧应用的主要挑战是烧结大尺寸样品时的困难。在典型直流电闪烧中,电流主要集中在样品的中心,样品内部和表面之间存在显著的温度梯度,导致最终样品的微观结构不均匀,甚至样品中的内应力会致使样品开裂。本工作利用不同频率的交流电来研究频率对闪烧中这种不均匀性问题的影响。结果表明,增加频率显著提高了样品的均匀性,其原因主要是由于交流电闪烧中存在显著的“趋肤效应,即电流密度集中在样品的表面而不是样品中心,这补偿了表面较高的辐射热损失,从而导致更均匀的样品温度。本工作提供了一种潜在的方法,可以显著提高闪烧在工业领域的实际应用。