多孔镁基陶瓷型芯的性能研究

利用干压法制备了多孔氧化镁基陶瓷型芯样品,研究了不同A12O3的添加量、烧结温度、陶瓷腐蚀温度和酸液浓度对样品性能的影响.结果表明:当Al2O3添加量为15wt.％时,经1600℃烧结保温2h的样品综合性能最好,此时样品的线收缩率为1.99％,抗弯强度为11.41 MPa,气孔率为34.25％;经1 600℃/2h烧结的样品,在1 000℃时高温强度为25.94 MPa,要比经1 500℃/2 h烧结的样品高;该材料的高温强度随温度升高而逐渐下降;该材料的腐蚀效果在CH3COOH浓度为40wt.％和温度为150℃时较佳.     

方石英的含量对氧化硅陶瓷型芯性能的影响

以石英玻璃粉为基体,方石英为矿化剂,陶瓷铸造蜡为增塑剂,利用热压注法制备了氧化硅陶瓷型芯,研究了方石英添加量对氧化硅陶瓷型芯性能的影响。研究结果表明:随着方石英添加量的增加,陶瓷型芯样品中石英玻璃析晶含量先增大后减小,样品的收缩率及高温挠度逐渐减小,高温强度先增加后减小,显气孔率随方石英添加量的增加逐渐增大。经验证,在烧结温度为1 200℃下,方石英的最佳添加量为5%时,氧化硅陶瓷型芯的综合性能最好。     

硅树脂粘结球形SiO_2陶瓷型芯的制备及性能研究

以球形SiO_2颗粒为基体、硅树脂为粘结剂,通过干压法制备多孔SiO_2陶瓷型芯,研究了硅树脂添加量和烧结温度对陶瓷型芯性能的影响。研究结果表明:硅树脂作为粘结剂通过交联、裂解从而实现对球形SiO_2颗粒的包覆和粘结,明显改善了球形SiO_2颗粒的烧结性能。在1 350℃烧结温度下,随着硅树脂含量增大,型芯样品的失重率不断增大,收缩率反而不断减小;在硅树脂含量为20%时,收缩率仅为0.42%,能较好地保证型芯的尺寸精度;硅树脂含量为10%时,在1 300℃烧结2 h,陶瓷型芯室温抗弯强度为11.8 MPa、线性收缩率为0.49%、显气孔率为30.9%,综合性能最佳。     

氧化锆纤维对氧化硅陶瓷型芯性能的影响

为提高硅基陶瓷型芯的综合性能,将不同含量的氧化锆短纤维添加至以锆英粉为矿化剂的型芯基体粉料中,通过热压注法制备氧化硅陶瓷型芯,研究型芯收缩率、显气孔率和力学性能的变化,并观察试样断面微观形貌。结果表明,当氧化锆纤维掺入量从0增加到5%,陶瓷型芯试样的室温和1 550℃高温抗弯强度先上升后下降;当氧化锆纤维掺入量为1%时,室温和1 550℃高温抗弯强度最好,分别为18.64 MPa和28.06 MPa,与未纤维强化的陶瓷型芯试样对比,分别提升15.84%和13.46%;氧化锆纤维掺入量为1%的陶瓷型芯试样的收缩率为0.89%,显气孔率为30.4%,高温变形量为0.71mm。分析认为,氧化锆纤维掺入量较高导致纤维的完整性被破坏且出现团聚现象、对基体起割裂作用是陶瓷型芯试样综合性能变差的主要原因。     

影响氧化镁陶瓷芯性能的几个因素

本文了三种不同类型的氧化镁的烧结性能、水化性能及用它们制作的空心熔模铸件陶瓷芯的脱芯性能，并研究了氧化镁类型、杂质含量和烧结温度对这些性能的影响。研究结果表明：ＳｉＯ２含量低于０．１％的化学纯Ｃ型氧化镁具有最好的烧结和水化综合性能，用Ｃ型氧化镁制作的陶瓷芯，当烧结温度为１２５０￣１４５０℃时，可获得最佳的脱芯性能。     

添加锆英粉矿化剂的氧化铝基陶瓷型芯试验研究

针对氧化铝基陶瓷型芯不易烧结、脱芯困难的问题,采用电熔刚玉粉为型芯基体材料,添加锆英粉为矿化剂,研究了不同终烧温度下氧化铝基陶瓷型芯室温和高温性能。结合型芯物相组成和断口形貌观测结果,分析了高温烧结过程中莫来石的形成机理,确定了型芯的适宜终烧温度为1 420℃。采用制备的氧化铝基陶瓷型芯拉制出了定向叶片,并进行了脱芯试验,型芯脱出性能良好。     

MgO添加量和烧结温度对氧化铝陶瓷烧结性能的影响

采用氧化铝粉为原料、MgO为添加剂、两步烧结工艺制备氧化铝陶瓷,并分析添加剂的变化对氧化铝陶瓷致密度、力学性能和微观组织的影响规律。结果表明:当烧结温度T_1=1 450℃、保温时间t_1=10 min、烧结温度T_2=1 375℃、保温时间t_2=5 h,MgO添加量为0.5%时,晶粒细小,晶粒分布均匀,但致密度差;当MgO含量为0.25%时,平均粒径最小,晶粒分布较集中,致密度接近理论值;当MgO添加量达到0.01%时,相对密度和力学性能最好,但晶粒粗大,晶粒分布不均匀。因此当MgO含量为0.25%时,通过两步烧结工艺制备的氧化铝陶瓷性能最佳。     

CaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷烧结致密化的影响

采用冷压烧结技术制备了CaO掺杂的10NiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究了CaO掺杂量及烧结温度对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷物相组成、显微结构及致密度的影响。结果表明:当CaO掺杂量为0~4%(质量分数)时,烧结样品中主要含有NiO和NiFe2O4两种,CaO与10NiO-NiFe2O4陶瓷组分反应并形成低熔点相,且Ca2 离子固溶到基体组分中,促进致密化烧结,降低了烧结温度;当CaO掺杂量为4%时,过剩的CaO存在于陶瓷颗粒间,抑制了致密化过程的进行;于1 200℃烧结时,2?O掺杂样品的相对密度最大,达到98.75%,比未掺杂样品的相对密度提高近24%;当烧结温度从1 200当升高到1 400℃时,CaO掺杂量为0、0.5%和1.0%的样品相对密度提高20%以上,但当CaO掺杂量为2%和4%时,陶瓷样品相对密度反而下降,且晶粒明显长大。     

Li2CO3掺杂BaTiO3无铅压电陶瓷的低温烧结

以Li2CO3作为烧结助剂,采用传统固相烧结法制备BaTiO3陶瓷。研究了烧结温度(1000~1150℃)和Li2CO3添加质量分数(0%~5%)对BaTiO3陶瓷结构和电学性能的影响。结果表明:Li2CO3的掺入有效地促进了陶瓷的烧结,使BaTiO3的烧结温度从1300℃以上降低到1050℃。X射线衍射结果表明:未掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为四方相结构,掺Li2CO3的BaTiO3陶瓷样品为正交相结构。Li2CO3掺量为1%的陶瓷样品具有较高的致密度,且在1050℃时获得最大值,其相对密度可达94%。当烧结温度为1100℃时,BaTiO3陶瓷的压电常数d33获得最大值,且d33随着Li2CO3掺量的增加而降低。其中Li2CO3掺量为1%时陶瓷具有较好的电性能:d33=200pC/N,εr=1322,TC=115℃。     

氧化铈对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃烧结和性能的影响

采用烧结法制备添加氧化铈的CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃材料,并对其进行差热分析(DTA)、X射线衍射分析、扫描电镜(SEM)观察和性能测试。结果表明:添加少量氧化铈能够降低玻璃的玻璃转变温度和析晶峰值温度,促进玻璃粉体的烧结致密化,但氧化铈加入量过多将会阻止玻璃的烧结和晶化;氧化铈的最佳添加量(质量分数)为5%;随着氧化铈含量的增加,样品的介电常数呈"N"字形变化,而样品的介电损耗则表现为先减小后稍微增加的变化趋势。样品的热膨胀系数随氧化铈含量的增加基本呈下降趋势。添加5%氧化铈的样品在925℃烧结后,其相对密度达99.1%,其介电常数、介电损耗和热膨胀系数分别为6.7、0.09%和3.42×10-6K-1。     

酸洗粉煤灰烧结莫来石陶瓷及其力学性能

以酸洗粉煤灰为原料,铝溶胶为铝源,烧结制备了莫来石陶瓷。利用X射线衍射和场发射扫描电镜等分析了莫来石陶瓷的晶体结构与微观形貌,研究了烧结温度和铝溶胶添加量对莫来石陶瓷的烧结行为、析晶过程以及力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,陶瓷体积密度、莫来石含量以及抗弯强度先增大后减小;随着铝溶胶添加量增大,陶瓷体积密度和莫来石含量持续增大,但抗弯强度和维氏硬度先增大后减小。酸洗粉煤灰中添加17.7%铝溶胶,1200℃烧结时莫来石陶瓷综合性能最佳,体积密度为2.67 g/cm^3,结晶度和莫来石含量分别为83.4%和50.2%,陶瓷抗弯强度和维氏硬度分别达到137.6 MPa和7.97 GPa。     

Al_2O_3纤维含量对硅基陶芯性能的影响及增强机制

为提高硅基陶瓷型芯性能,将不同含量的Al_2O_3纤维添加至型芯浆料中,采用热压注法造芯,研究不同Al_2O_3纤维添加量下型芯抗弯强度及气孔率的变化,并观察试样断面微观形貌。结果表明,添加Al_2O_3纤维对陶瓷型芯抗弯强度和气孔率影响显著,纤维含量为1%,型芯抗弯强度达到最大值,为20.48MPa;纤维含量为0.75%,型芯气孔率达到最大值为36.16%;纤维添加量超过1%,纤维分散性较差,纤维桥联作用发挥不明显,增强效果削弱。Al_2O_3纤维增强陶瓷型芯包括两种机制:桥联增强和拔出增强。     

蓝晶石对氧化铝基复合陶瓷型芯性能的影响

在刚玉粉料中添加蓝晶石,利用原位合成方法制备了氧化铝基复合陶瓷型芯,讨论了蓝晶石含量以及烧结制度对氧化铝基复合型芯几种性能的影响.结果表明:烧结温度对氧化铝基复合陶瓷型芯蠕变性能影响较大,蓝晶石含量变化影响次之;随着蓝晶石含量增加,陶瓷型芯气孔率增加,线收缩率减小,线膨胀系数减小.随着烧结温度增加,陶瓷型芯气孔率减小,线收缩率增加.     

凝胶注模成形空心叶片用氧化铝陶瓷型芯性能研究

采用凝胶注模成形方法制备氧化铝陶瓷型芯材料,研究其气孔率、体积密度和室温抗弯强度随固相体积含量和烧结温度的变化规律。结果表明,在所研究的固相含量范围内,随着固相含量的不断增加,氧化铝陶瓷型芯的气孔率逐渐减小,体积密度和抗弯强度逐渐增大。在所研究的烧结温度范围内,随着烧结温度的不断升高,氧化铝陶瓷型芯的气孔率逐渐减小,体积密度和抗弯强度逐渐增大。当固相含量为50vol.%,在1 300℃烧结后,型芯样品的抗弯强度为13.3 MPa;在1 600℃烧结后,型芯样品的抗弯强度增加到57.6 MPa。     

氧化镁的耐熔盐腐蚀特性研究

通过添加不同摩尔比的烧结助剂，在1640℃烧结了相对密度大于99％的氧化镁陶瓷样品。并将这些样品置于1050℃的氯化钙熔盐中进行腐蚀。烧结助剂的加入能够降低氧化镁烧结温度，降低样品开气孔率。样品经腐蚀后有增重，增重量的大小和开气孔率有一定关系。烧结的致密氧化镁陶瓷具有较强的抗熔盐腐蚀能力。     

高温合金空心叶片用陶瓷型芯概述

介绍了陶瓷型芯在航空发动机发展中的重要作用,从陶瓷型芯的原材料选择、型芯制备方法、型芯脱芯工艺等方面概述了陶瓷型芯的国内外研究现状,分析了氧化硅基陶瓷型芯以及氧化铝基陶瓷型芯制备过程中的关键难点。氧化硅基陶瓷型芯在温度超过1 550℃时易与高温合金发生化学反应,氧化铝基陶瓷型芯的化学稳定性较好,但难以脱芯。陶瓷型芯制备方法、烧结工艺、强化处理等是影响其性能的重要因素。     

精密铸造用氧化铝基复合陶瓷型芯

利用原位合成方法制备了几种氧化铝基复合陶瓷型芯,讨论了MgO含量对氧化铝基复合型芯几种性能的影响.研究结果表明:随着MgO含量增加,陶瓷型芯气孔率先增加后减小;线膨胀系数先减小后增大:碱浸出速率减少.当MgO含量为1%(质量分数),经过1500℃烧结5 h后型芯,蠕变量最小.通过实验分析,讨论了MgO含量对陶瓷型芯综合性能影响的机理.     

TiO_2表面包覆对氧化镁陶瓷烧结性能及抗热震性能的影响

以纳米氧化镁为主要原料,利用硫酸钛、氨水,采用共沉淀方法,在纳米氧化镁表面实现Ti O_2前驱体的表面包覆。分别在1450和1550℃制备高性能氧化镁陶瓷。通过XRD、SEM、致密性和抗热震性检测来探究氧化镁陶瓷的物相组成、显微结构及抗热震行为。研究Ti O_2添加剂对氧化镁陶瓷烧结性及抗热震性的影响。结果表明:Ti O_2与氧化镁生成正钛酸镁(Mg_2Ti O_4)与偏钛酸镁(Mg Ti O_3),生长在方镁石晶界处,阻碍晶粒长大;烧结后试样线变化率与相对密度均呈先增大后减小的趋势,当Ti O_2的加入量为4%烧结温度为1550℃时试样的相对密度达到最大,为98.64%。说明一定量的Ti O_2的掺杂对氧化镁陶瓷的烧结具有促进作用。显微结构中钛酸镁的生成削弱了因热震造成的裂纹尖端应力,裂纹伸展得到控制,使氧化镁陶瓷的抗热震稳定性提高。     

稀土氧化钇基陶瓷型芯材料的制备研究

通过改变硅树脂含量、烧结温度和保温时间,研究其对稀土Y_2O_3基陶瓷型芯性能的影响规律。试验结果如下:随硅树脂含量增加,样品的体积密度逐渐减小,抗弯强度逐渐降低;随烧结温度升高,样品的体积密度逐渐增加,气孔率逐渐减小,抗弯强度逐渐增大;随保温时间延长,样品的体积密度和抗弯强度呈逐渐上升的趋势,气孔率先下降在保温1 h后无明显变化。当硅树脂含量为3%,烧结温度为1 600℃,保温时间为240 min时,样品的综合性能最佳,其抗弯强度为50.77 MPa,气孔率为21.13%。     

硅树脂添加量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

以氧化铝粉末为基体,添加具有粘结性和一定陶瓷产率的硅树脂粉末,通过干压成型和无压烧结制备出氧化铝基陶瓷型芯,重点研究了硅树脂添加量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明:硅树脂在裂解过程中会形成二氧化硅,二氧化硅与氧化铝基体发生反应形成新相莫来石。由于硅树脂在交联和裂解过程中会释放大量气体,导致烧结体失重,且气体的逸出会抑制由烧结引起的收缩,因此,随着硅树脂添加量增加,产生的气体量增加,烧结体的失重率增加,收缩率降低。硅树脂含量的增加使得烧结体的气孔率变大和体积密度减小,烧结体的室温抗弯强度逐渐减小。硅树脂的添加虽然降低了其室温强度,但是保证了陶瓷型芯的尺寸精度。