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红柱石改性氧化铝陶瓷型芯研究

李静娟  
【摘要】:随着叶片冷却技术的发展,冷却通道越来越复杂,叶片冷效的提高,意味着在叶片生产过程中,用来制造空心叶片的陶瓷型芯必须承受更复杂的结构和更苛刻的工作条件所带来的更多压力,这也对陶瓷型芯提出了更高的要求。由于氧化铝自身所具有的高耐火度、高化学稳定性、高热稳定性等特点,为其作为型芯提供了性能保障。但氧化铝的化学稳定性也带来了难以从零件中去除的问题。 本文选用氧化铝作为基体材料制备氧化铝基陶瓷型芯,通过加入红柱石引入莫来石和石英玻璃,在提高型芯强度和热稳定性的同时降低脱芯难度,从而制备出综合性能优良的氧化铝基陶瓷型芯。 主要研究结论如下: (1)70wt%的氧化铝粗粉和30wt%的细粉混合,粗颗粒形成骨架,细颗粒填充孔隙,降低了堆积时的孔隙率,活性细颗粒的存在使得烧结致密度增加,孔隙率、吸水率、体积密度、抗弯强度、烧成收缩率最合适,性能最佳。 (2)矿化剂宜选用2.5wt%MgO和2.5wt%TiO2的混合矿化剂,MgO控制显微结构,TiO2降低烧结温度,使型芯试样表现出更好的性能。 (3)红柱石加入量在0~30wt%和45~65wt%时,可有效促进烧结,形成莫来石网络,提高氧化铝陶瓷型芯的抗折强度和抗热震性,降低了其线膨胀系数。 (4)通过实验确定的最优配方和工艺为:混合氧化铝粉(原氧化铝:粉磨2h氧化铝为7:3)中加入25wt%红柱石,并以2.5wt%MgO和2.5wt%TiO2作为矿化剂,在30Mpa压力下压制成型,经室温~1400℃烧结的氧化铝陶瓷型芯试样性能最佳。


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