选择性激光烧结成型技术制备低导热高强度石墨陶瓷复合型

传统的水玻璃砂型回收利用率低,会对土壤环境造成严重碱性污染,为了消除污染源、减轻环保压力,采用选择性激光烧结成型技术快速制备一种低导热高强度石墨陶瓷复合型以替代水玻璃砂型。研究了热固性酚醛树脂粉末加入量对石墨陶瓷复合型素坯成型工艺性的影响,通过加入高纯硅粉和可膨胀石墨粉末对石墨陶瓷复合型的导热性能和抗压强度进行调控。结果表明:适当的酚醛树脂加入量有助于保证复合型素坯的成形精度和抗弯强度,石墨陶瓷复合型的抗压强度和导热系数随着硅粉加入量的增加而增大,而随着可膨胀石墨粉末的加入量的增加而减小。当酚醛树脂粉末、高纯硅粉和可膨胀石墨粉末加入量分别为30 mass%、25 mass%和1 mass%时,复合型具有较低的导热系数(1.89 W·m^(-1)·K^(-1))和较高的抗压强度(10.54 MPa),铸钢件浇铸实验表明新型石墨陶瓷复合型能够多次重复使用、安全环保、使用成本远低于传统的水玻璃砂型。

低导热高抗压石墨陶瓷复合型设计与快速制备

传统的水玻璃砂型回收利用率低,储存稳定性较差,废弃旧砂严重污染环境。结合选择性激光烧结成形技术和浸渍强化技术,开发了低导热高强度石墨陶瓷复合型,以期用于替代水玻璃砂型,减轻环保压力。基于串联导热理论模型进行石墨陶瓷复合型设计,确定不同功能层厚与导热系数的关系,重点研究了石墨/酚醛树脂混合粉末组成、硅溶胶浸渍强化工艺对疏松隔热层和浸渍强化层的导热系数、抗压强度的影响,最后快速制备了导热系数小于2 W/(m·K)、抗压强度高于10 MPa的石墨陶瓷复合型,并进行了浇注试验,验证了石墨陶瓷复合型替代水玻璃砂型的可行性。