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J-GLOBAL ID：202202242232888601   整理番号：22A1180431

2219アルミニウムマトリックスナノ複合材料の超音波鋳造プロセス中のTiCナノ粒子分布の数値モデル化と実験的検証【JST・京大機械翻訳】

Numerical Modeling and Experimental Validation of TiC Nanoparticle Distribution During the Ultrasonic Casting Process of 2219 Aluminum Matrix Nanocomposites

著者 (5件)： Yi-Long Yang (1School of Mechanical Engineering, Henan University of Engineering, Zhengzhou, China) ,  Yun Zhang (2College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha, China) ,  Yun Zhang (3State Key Laboratory of High Performance Complex Manufacturing, Central South University, Changsha, China) ,  Hao-Ming Zhang (1School of Mechanical Engineering, Henan University of Engineering, Zhengzhou, China) ,  Xu-He Liu (1School of Mechanical Engineering, Henan University of Engineering, Zhengzhou, China)
資料名： Frontiers in Materials (Web)  (Frontiers in Materials (Web))
巻： 9  ページ： 862601  発行年： 2022年 
JST資料番号： U7077A  ISSN： 2296-8016  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,高強度超音波鋳造法で作製した0.9wt%TiCナノ粒子強化2219アルミニウムナノ複合材料の二次元モデルを確立した。乱流を考慮した多相計算流体力学超音波キャビテーションモデルを用いて,2219アルミニウムメルト中のTiCナノ粒子分布を調べた。そして,ナノ粒子とメルトの間の可変相互作用を,シミュレーション結果に従って,AnsysのFluent高密度離散相モデルによって分析し,超音波パワーは,アルミニウムメルト中のTiCナノ粒子の分布に及ぼす著しい影響を持った。適切な超音波パワーはナノ粒子の分散に促進効果を有する。超音波ストリーミングの影響により,中心位置のナノ粒子の数は溶融池のエッジ位置のそれより低かった。さらに,鋳造実験を行い,シミュレーションの有効性と精度を検証した。中心位置の平均粒度はエッジ位置のそれより小さかった。TEMとSEMを用いてTiCナノ粒子の分布を分析した。それらは,エッジ部よりもインゴットの中心位置に均一に分布した。より多くのナノ粒子は,端部に凝集した。実験結果は,シミュレーション結果とほとんど一致した。Copyright 2022 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： キャビテーション ,  シミュレーション ,  相互作用 ,  *超音波 ,  乱流 ,  *分布 ,  *鋳造 ,  インゴット ,  溶融池 ,  多相 ,  メルト ,  計算流体力学 ,  *ナノ粒子 ,  ストリーミング
準シソーラス用語： *数値モデル ,  超音波キャビテーション ,  *粒子分布 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： アルミニウムマトリックスナノ複合材料 ,  CFD超音波キャビテーションモデル ,  TiCナノ粒子分布 ,  実験 ,  微細構造

分類 (1件)： 分散強化合金  (WE04030R)

引用文献 (32件)：

• AdnanM., SunJ., AhmadN., WeiJ. J. (2021). Comparative CFD Modeling of a Bubbling Bed Using a Eulerian-Eulerian Two-Fluid Model (TFM) and a Eulerian-Lagrangian Dense Discrete Phase Model (DDPM). Powder Tech. 383, 418-442. doi: 10.1016/j.powtec.2021.01.063
• AyyarA., CrawfordG. A., WilliamsJ. J., ChawlaN. (2008). Numerical Simulation of the Effect of Particle Spatial Distribution and Strength on Tensile Behavior of Particle Reinforced Composites. Comput. Mater. Sci. 44, 496-506. doi: 10.1016/j.commatsci.2008.04.009
• BalasubramaniN., WangG., EastonM. A., StjohnD. H., DarguschM. S. (2021). A Comparative Study of the Role of Solute, Potent Particles and Ultrasonic Treatment during Solidification of Pure Mg, Mg-Zn and Mg-Zr Alloys. J. Magnes. Alloy. 9, 829-839. doi: 10.1016/j.jma.2020.08.006
• ChiY., GongG., ZhaoL., YuH., TianH., DuX., et al (2021). In-situ TiB2-TiC Reinforced Fe-Al Composite Coating on 6061 Aluminum alloy by Laser Surface Modification. J. Mater. Process. Tech. 294, 117107. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2021.117107
• Ding YuanD., ShaoS., GuoC., JiangF., WangJ. (2021). Grain Refining of Ti-6Al-4V alloy Fabricated by Laser and Wire Additive Manufacturing Assisted with Ultrasonic Vibration. Ultrason. Sonochem. 73, 105472. doi: 10.1016/j.ultsonch.2021.105472

タイトルに関連する用語 (10件)： アルミニウム ,  マトリックス ,  ナノ複合材料 ,  超音波 ,  鋳造プロセス ,  TiC ,  粒子分布 ,  数値モデル ,  実験 ,  検証