放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering,SPS）是上世纪90年代以来广泛研究的一种新型快速材料制备技术,SPS技术将等离子活化,压力和电流加热融为一体,具有升温时间快、保温时间短、冷却快、烧结组织均匀细小等优点,在轻金属、陶瓷、梯度功能材料、热电材料、铁电材料、纳米材料等方面应用广泛。目前,SPS的烧结致密化机理还没有统一的定论,一般认为由于直流脉冲电流的作用,而且烧结过程中粉末颗粒间存在着大量的孔隙,粉末颗粒间产生大量的等离子体,产生自发热现象。粉末颗粒表面由于受热而产生局部熔化,粉末颗粒表面的杂质也被高温等离子溅射和由于放电产生的冲击波清除。现在对于非导电材料的烧结机理还不明晰,近些年,研究人员借助有限元模拟的手段来对烧结过程进行分析,希望通过模拟计算帮助理解粉末烧结成形机制,从而更好的指导实验。本文针对碳化硼粉末的放电等离子烧结过程进行了数值模拟,利用ABAQUS有限元软件建立了热-电-力强耦合模型。在本研究中,将Drucker-Prager/Cap（DPC）模型用于放电等离子烧结碳化硼过程数值模拟,因为该模型能够准确地描述粉末材料致密化行为。首先对不同温度下DPC参数进行了逆向识别,在1500℃、1600℃、1700℃、1800℃和1900℃五个温度下,进行了高温模压实验。基于ABAQUS和Modefrontier优化平台,结合了高温模压实验,将实验的载荷-位移曲线和模拟的载荷-位移曲线之差作为优化目标,采用单纯形法进行优化计算。当满足收敛条件时,计算终止,输出该温度下DPC模型参数。对比了五个温度下实验和模拟的密度分布和载荷-位移曲线。结果表明,实验与模拟的平均相对密度差别不大,而且载荷-位移曲线拟合较好,最大载荷的误差值也比较小。这说明所建立的与温度和密度相关的DPC模型能够很好的描述碳化硼粉末的高温致密化行为。然后将建立的DPC模型用于模拟碳化硼粉末的放电等离子烧结过程,实现了电场、温度场和力场的耦合模拟。热电模块的求解是基于能量守恒定律和电荷守恒定律,力学模块的求解是基于DPC本构模型。模拟结果表明,电流和温度模拟的结果相似,最大值都出现在压头与模具相接触的位置,随着烧结的进行,温度的最大值有向模具移动的趋势。应力场的分布主要表明轴向应力是样品内最主要的应力,相对轴向应力来说,径向应力、角应力和剪切应力都相对较小。密度场的分布和实验结果也比较吻合,样品边缘的密度分布类似于双向压制。最终验证了SPS多场耦合数值模拟的正确性。