基體材料對氧化硅基陶瓷型芯性能的影響.pdf

1、航空發(fā)動機空心葉片的研制過程中，其復雜內(nèi)腔形狀是依靠陶瓷型芯成型實現(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、力學性能優(yōu)越、易溶失等優(yōu)點，是目前研制渦輪空心葉片的首選材料。實驗以石英玻璃粉、方石英、納米石英玻璃粉為實驗材料，制備出一系列氧化硅基陶瓷型芯。根據(jù)粒度級配原則，研究了石英玻璃粉粒度及其分布對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陶瓷型芯性能的影響；利用三點彎曲法測定型芯的力學性

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κ⒉ＡХ哿６确植嫉难芯勘砻鳎菏⒉ＡХ垭p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進行級配時，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%，室溫強度為（27.0±1.1） M

3、Pa，高溫強度為（29.0±1.2）MPa，撓度為0.40 mm。
　?、飘敺绞⒌念A添加量控制為6wt.%時，陶瓷型芯的收縮率為0.42%，氣孔率為29.4%，高溫強度為（28.7±0.9） MPa，溶失性為0.32g/min，室溫強度為（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，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，陶瓷型芯力學性能變化相對緩慢，當D

4、(50)為3μm時，高溫強度和室溫強度急劇降低。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，室溫強度為（23.5±0.4）MPa，高溫強度為（26.0±1.1）MPa，撓度為0.12mm，析出的方石英含量為35%。
　?、菍{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。當納米石英玻璃粉的添加量為0.6wt.%時，陶瓷