单粒度级配氧化硅基型芯高温尺寸稳定性研究

为提高硅基型芯原料质量控制稳定性,实验以单粒度级配熔融石英粉为基体材料、硅酸锆为矿化剂、通过掺杂不同比例氧化铝粉和调整烧结温度,制备了具有良好的高温抗弯强度和抗蠕变性能的硅基型芯,探讨了氧化铝掺杂和烧结温度对硅基型芯高温尺寸稳定性(热膨胀行为和抗蠕变性能)的影响规律。研究结果表明,掺杂氧化铝和提高烧结温度有利于方石英析晶,促进硅基型芯烧结;烧结期间析出的方石英作为二次加热时的形核质点,加快熔融石英反玻璃化速率,显著改善硅基型芯的抗蠕变性能,但轻微恶化高温抗弯强度。当氧化铝掺杂量从0增加至0.3%,型芯1550℃/30 min热形变量由3.86 mm降低至0.54 mm,而高温强度由27.86 MPa降低至21.79 MPa;当烧结温度由1180℃升高至1240℃,型芯热形变量由3.86 mm降低至0.47 mm,高温强度由27.86 MPa降低至19.67 MPa。