定向硅基陶瓷型芯的高温强化

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强化液对型芯进行高温强化,研究强化液浓度和强化次数对型芯的高温挠度、开气孔率以及室温抗弯强度的影响。结果表明:强化液浓度对型芯的高温挠度影响显著,而对型芯室温性能影响不大,随着强化液中硅酸乙酯体积分数增加,型芯的高温挠度呈先减小后增大的趋势,当硅酸乙酯的体积分数为90%时,强化效果最佳,高温挠度由强化前的3.43 mm降至1.89 mm;另外,随着强化次数增加,型芯的高温挠度降低,开气孔率和室温抗弯强度都大幅度下降,因此在进行高温强化时,应该选择适当的强化次数,使型芯的高温性能和室温性能达到最优。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析结果表明:高温强化在陶瓷型芯中形成的无定形SiO2在高温下转变成为方石英,是型芯高温挠度降低的主要原因。

淀粉对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

为了解决氧化铝基陶瓷型芯不易脱芯的难题,加入一定量的淀粉作为成孔剂。以白刚玉粉为基体材料、石蜡和蜂蜡为增塑剂、二氧化硅粉和氧化镁粉为矿化剂,采用热压注法制备氧化铝基陶瓷型芯;制备工艺参数如下:浆料温度为90℃、热压注压力为0.5 MPa、保压时间为25 s;研究不同淀粉加入量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明:在烧结过程中,样品中淀粉的烧失,增大了氧化铝基陶瓷型芯内部的孔隙率;随着淀粉加入量的增加,氧化铝基陶瓷型芯的室温抗弯强度降低、显气孔率增大、溶失性增大、体积密度减小;经1560℃烧结2.5 h后,淀粉加入量为8%的氧化铝基陶瓷型芯综合性能最好,其室温抗弯强度为24.8 MPa、显气孔率为47.98%、溶失性为1.92g/h、体积密度为1.88 g/cm^3。

燃汽轮机叶片用氧化铝陶瓷型芯性能的研究

通过测定和对比按4种不同成分配比的氧化铝陶瓷型芯试样的性能,发现基体材料仅为刚玉粉的型芯的综合性能最好,但其室温抗弯强度和高温变形能力仍不满足涡轮叶片用型芯的要求,因此在实验后期对其进行了特定的强化处理,并对未强化和经过强化处理后的试样进行性能对比。结果表明,经过强化处理后的型芯的室温抗弯强度和高温抗变形能力有了显著提高。