基體材料對(duì)氧化硅基陶瓷型芯性能的影響.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)空心葉片的研制過程中，其復(fù)雜內(nèi)腔形狀是依靠陶瓷型芯成型實(shí)現(xiàn)的。與其他型芯材料相比，氧化硅基陶瓷型芯具有熱膨脹系數(shù)小、力學(xué)性能優(yōu)越、易溶失等優(yōu)點(diǎn)，是目前研制渦輪空心葉片的首選材料。實(shí)驗(yàn)以石英玻璃粉、方石英、納米石英玻璃粉為實(shí)驗(yàn)材料，制備出一系列氧化硅基陶瓷型芯。根據(jù)粒度級(jí)配原則，研究了石英玻璃粉粒度及其分布對(duì)陶瓷型芯性能的影響；根據(jù)加入量的不同，研究了方石英及納米石英玻璃粉含量對(duì)陶瓷型芯性能的影響；利用三點(diǎn)彎曲法測(cè)定型芯的力學(xué)性

2、能；通過XRD和SEM等分析手段研究了型芯的相組成和微觀形貌。主要研究結(jié)論如下：
　?、艑?duì)石英玻璃粉粒度分布的研究表明：石英玻璃粉雙峰分布制備的陶瓷型芯，由于粒度結(jié)構(gòu)較為單一，型芯的綜合性能還有待提高。當(dāng)采用多峰分布，由D(50)分別為48μm、32μm及9μm的三種粉體按質(zhì)量比為1:1:1進(jìn)行級(jí)配時(shí)，陶瓷型芯的綜合性能最佳，收縮率為0.23％，溶失性能為0.32 g/min，氣孔率為29.3%，室溫強(qiáng)度為（27.0±1.1） M

3、Pa，高溫強(qiáng)度為（29.0±1.2）MPa，撓度為0.40 mm。
　?、飘?dāng)方石英的預(yù)添加量控制為6wt.%時(shí)，陶瓷型芯的收縮率為0.42%，氣孔率為29.4%，高溫強(qiáng)度為（28.7±0.9） MPa，溶失性為0.32g/min，室溫強(qiáng)度為（25.2±0.7）MPa，撓度為0.10 mm，析出的方石英含量為26%；隨著方石英粒度由粗變細(xì)，陶瓷型芯的收縮率、體積密度和溶失性能呈現(xiàn)先降低后增高的趨勢(shì)，陶瓷型芯力學(xué)性能變化相對(duì)緩慢，當(dāng)D

4、(50)為3μm時(shí)，高溫強(qiáng)度和室溫強(qiáng)度急劇降低。D(50)為5μm的方石英的陶瓷型芯的收縮率為0.35%，氣孔率為31.2%，溶失性為0.31g/min，室溫強(qiáng)度為（23.5±0.4）MPa，高溫強(qiáng)度為（26.0±1.1）MPa，撓度為0.12mm，析出的方石英含量為35%。
　?、菍?duì)納米石英玻璃粉加入量的研究表明：隨著納米石英玻璃粉的加入量的增多，陶瓷型芯的方石英的析出量快速增大。當(dāng)納米石英玻璃粉的添加量為0.6wt.%時(shí)，陶瓷