The influence of an increasing particle coordination on the densification of spherical powders

E. Arzt
1982 Acta Metallurgica  
The densification of spherical powders by cold compaction, hot-isostatic pressing and sintering can be described in terms of the shrinkage of the Voronoi cells associated with the initial packing of the powder particles. The shape of the average cell is determined by the radial distribution function of a 'random dense' packing of spheres. The advantage of this approach lies in its ability to explain quantitatively the continuous formation of new neighbours (increase in particle 'coordination').
more » ... Using simple constitutive relations for low temperature plasticity, diffusion. and power-law creep. the effects of an increasing coordination on densification by these mechanisms are assessed. The results show that in pressing operations, with negligible contribution from diffusion, densification becomes increasingly more diiTicult than would be expected on the basis of constant coordination; that in sintering. on the other hand. densification rates are underestjmated by two-sphere models. Rkum&On pcut d&ire la densification de poudres spheriques par compactage a froid. formage isostatique a chaud et frittage a partir du retrecissement des cellules de Voronoi associees g la configutation initiale des particules de la poudre. La taille de la cellule moyenne est dCterminCe par la fonction de repartition radiale dun empilement "altatoire dense" de spheres. L'avantage de cette approche reside dans la possibilite d'expliquer quantitativement la formation continue de nouveaux voisins (augmentation de la "coordination" des particules). En utilisant des des relations de Constitution simples pour la plasticite Q basse temperature. la diffusion et le fluage selon une Ioi en puissance, nous avons v&i% les effets dun accroissement de la coordination sur la densification par ces mecanismes. Nos risultats montrent qu'au tours du formage avec une contribution negligeable de la diffusion. la densification devient plus difficile qu'onne s'y attendrait sur la base dune coordination constante; D'autre part. ils montrent Cgalement qu'au tours du fluage les vitesses de densification sont sous-estimees par les modtles 8 deux spheres.
doi:10.1016/0001-6160(82)90028-1 fatcat:62aw6taiqzcpnc7gy2xluyiblq