硅酸铝纤维对氧化硅陶瓷型芯性能的影响

以石英玻璃粉为原料，添加不同含量的硅酸铝纤维，通过热压注成形法制备出不同硅酸铝纤维含量的氧化硅陶瓷型芯试样，探究了不同硅酸铝纤维含量对氧化硅陶瓷型芯析晶和性能的影响规律。结果说明：随着硅酸铝纤维含量的增加，型芯试样的收缩率逐渐减小，气孔率逐渐增大，方石英含量逐渐增多，而体积密度基本不变；试样的室温和高温抗弯强度随着纤维含量的增加先增大后减小，高温挠度逐渐减小。当硅酸铝纤维含量为3wt.%时，型芯的综合性能最佳，收缩率为1.0%、气孔率为29.23%、体积密度为1.62 g/cm³、室温抗弯强度为23.36 MPa、高温抗弯强度为31.39 MPa以及高温挠度为0.69 mm。综上所述，硅酸铝纤维的加入不仅显著降低了氧化硅陶瓷型芯的收缩，还有效改善了其室温、高温抗弯强度以及高温抗蠕变性能。     

电熔莫来石含量对硅基陶瓷型芯性能的影响

以石英玻璃粉为基体,电熔莫来石为矿化剂,石蜡为增塑剂,通过热压注法制备硅基陶瓷型芯,研究了电熔莫来石添加量对硅基陶瓷型芯综合性能的影响。研究结果表明:随着电熔莫来石含量的增加,样品的室温抗弯强度、高温抗弯强度、高温挠度逐渐降低,收缩率随电熔莫来石含量的增加先减小后增大,显气孔率随电熔莫来石含量的增加先增大后减小。当电熔莫来石的添加量为10%时,型芯样品的综合性能最佳,其收缩率为0.83%,显气孔率为31.49%,体积密度为1.50 g/cm~3,室温抗弯强度为12.28 MPa,高温强度为18.17 MPa,高温挠度为0.95 mm。     

电熔刚玉对硅基陶瓷型芯性能的影响

以石英玻璃粉为原料,石蜡为增塑剂,添加质量分数0%～30%的电熔刚玉为矿化剂,通过热压注法成功制备了硅基陶瓷型芯,研究了电熔刚玉含量对方石英析晶和硅基陶瓷型芯综合性能的影响。结果表明：随着电熔刚玉含量的增加,样品的收缩率逐渐增加,气孔率先减小后增大,致密化程度增加;而抗弯强度和高温抗蠕变性能呈现先增强后减弱的趋势。当添加10%电熔刚玉时,样品表现出优良的综合性能,收缩率为1.02%,气孔率为20.91%,体积密度为1.7083 g/cm³,室温和高温抗弯强度分别为14.83和20.96 MPa,高温挠度为0.39 mm。     

La_2O_3添加量对BaZrO_3基陶瓷型芯性能的影响

以BaZrO_3为基体材料,通过改变La_2O_3的添加量,研究其对BaZrO_3基陶瓷型芯性能的影响。结果表明,随着La_2O_3添加量的增多,型芯试样的线收缩和体积密度逐渐减小,气孔率逐渐增大,抗弯强度逐渐降低,高温挠度先减小后增大。当La_2O_3的添加量为5%时,型芯试样具有较高抗弯强度和更加优异的高温抗变形能力。     

预加方石英粒度对SiO2基陶瓷型芯性能的影响

方石英作为高温增强相加入到SiO2基陶瓷型芯的基体材料中,以热压注法制备SiO2基陶瓷型芯,研究了预加方石英粒度对SiO2基陶瓷型芯性能的影响。分析了方石英粒度对SiO2基陶瓷型芯孔隙度和高温抗蠕变性能的增强机理。结果表明,随着方石英粒度减小,SiO2基陶瓷型芯的显气孔率逐渐增大,室温抗弯强度和高温挠度逐渐降低。当方石英粒度为13μm时,SiO2基陶芯的显气孔率达到最大值、高温挠度达到最小值,分别为42.30%和0.14mm。     

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。     

固相含量对热固性硅树脂压注法制备的硅基陶瓷型芯性能的影响

以热固性硅树脂作为增塑剂,无定形二氧化硅粉末作为基体材料,利用压注法制备了硅基陶瓷型芯,研究了硅基陶瓷浆料的流变性能以及基体固相含量对陶瓷型芯性能的影响。研究结果表明:在固相含量为50vol%,添加1 wt%的分散剂时可以获得具有较好流动性的硅树脂陶瓷浆料,浆料呈现剪切变稀的特性;随着基体固相含量从45vol%增加到54vol%,陶瓷型芯的失重率和收缩率逐渐减小,体积密度逐渐增大,显气孔率逐渐减小,室温抗弯强度逐渐增大。在54 vol%固相含量时,获得收缩率为1.43%,体积密度为1.60 g·cm-3,室温强度为7.93 MPa的型芯样品。     

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。     

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.     

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5h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。     

强化对硅基型芯性能的影响

采用热压注法制备氧化硅基陶瓷型芯,以硅酸乙酯水解液为高温强化剂、环氧树脂/聚酰胺为低温强化剂,研究了高低温强化对硅基陶瓷型芯的抗弯强度、热变形的影响,采用扫描电镜对型芯微观结构进行了表征.结果表明,随着强化时间增加,型芯的强度提高;高温强化将型芯的热变形量由1.10 mm降低到0.35 mm.     

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。     

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。     

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。     

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。     

石英含量对刚玉基陶瓷型芯材料性能的影响

研究了石英含量对刚玉墓陶瓷型芯强度、收缩率、气孔率和体积密度的影响.试验结果表明:在相同的烧结温度下,随着石英含量的增加,型芯的抗弯强度、收缩率不断增大;相同SiO2含量,型芯的抗弯强度、收缩率随烧结温度的升高而增大;在相同的烧结温度下,随着SiO2含量的增多,样品的显气孔率先增加后减小,存在极值;同一成分含量,当SiO2含量≦15%,随烧结温度的升高,样品的显性气孔率增加,而当SiO2为20%,1450℃烧结时型芯的显性气孔率最大.SEM、XRD、EDS分析结果表明,玻璃相的生成和消耗关系是影响型芯显气孔率的重要因素.     

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%。     

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.     

铸造钛合金用氧化锆掺杂氧化镁陶瓷型芯性能研究

通过热压法制备了掺杂氧化镁的氧化锆基陶瓷型芯试样。研究了不同烧结温度和添加不同含量的细粉氧化钛及氧化铈矿化剂对陶瓷型芯综合性能的影响。结果表明:在1 200℃烧结条件下,氧化钛微粉能促进陶瓷型芯的烧结,并与氧化镁发生固相反应生成Mg_2TiO_4,从而使其常温性能大幅提升;氧化铈对于高温强度提高比较明显。氧化钛添加量为6%,烧结温度为1 200℃时综合性能最好;氧化铈的添加量为4%,烧结温度为1 350℃时综合性能最好。     

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.