用于鈮硅合金熔模鑄造的陶瓷型殼的制備及其與鈮硅合金之間的界面反應(yīng).pdf

1、Nb-Si基合金由于具有熔點(diǎn)高(大于1750℃)、密度低、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),有望成為1200-1400℃,甚至更高溫度使用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫結(jié)構(gòu)材料。因此,制備性能優(yōu)良的用于Nb-Si基合金熔模鑄造的陶瓷型殼則變得至關(guān)重要。本文從型殼制備的原材料出發(fā),研究了原材料和型殼制備工藝對(duì)陶瓷型殼性能的影響,并對(duì)陶瓷型殼與鈮硅合金之間的界面反應(yīng)進(jìn)行了研究。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),粘結(jié)劑的選擇上,采用碳酸鋯氨溶膠和釔溶膠制備的陶瓷型殼的性能較硅溶膠體系

2、和醋酸鋯溶膠體系制備的陶瓷型殼的性能有所改善。
　　干燥工藝中,采用ZrO2粉與碳酸鋯氨體系較釔溶膠體系制備的陶瓷型殼的層間干燥時(shí)間短,生產(chǎn)效率高。型殼的燒結(jié)工藝采用溫度1550℃,保溫4 h時(shí)所得型殼的綜合性能最佳。
　　ZrO2粉粒度分布呈“雙峰分布”時(shí),制備的涂料具有良好的流變性,制備的陶瓷型殼面層的致密性最好,陶瓷型殼抗彎強(qiáng)度可達(dá)5.06 MPa,陶瓷型殼的氣孔率可達(dá)29.1％。隨著粉液比的減小,涂料的粘度隨之減小,

3、陶瓷型殼面層的致密性變差,陶瓷型殼的強(qiáng)度減小,顯氣孔率增大,高溫自重變形量增大。
　　由ZrO2粉和釔溶膠制備的型殼試樣與Nb-Si合金之間的界面反應(yīng)結(jié)果表明:在1900℃下,陶瓷型殼與鈮硅合金之間界面反應(yīng)不明顯;而在2000℃下,陶瓷型殼與鈮硅合金之間發(fā)生了一定的界面反應(yīng),反應(yīng)層厚度僅為200-325μm;界面反應(yīng)通過(guò)單向傳輸進(jìn)行,界面反應(yīng)層出現(xiàn)Hf元素的聚集,Hf元素與陶瓷型殼間發(fā)生高溫化學(xué)反應(yīng)生成氧化物。通過(guò)界面反應(yīng)說(shuō)明所制