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淀粉对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

航空材料学报 2016年第6期36卷 86-91页

作者：李风光唐世艳刘富初樊自田华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室武汉430074

为了解决氧化铝基陶瓷型芯不易脱芯的难题,加入一定量的淀粉作为成孔剂。以白刚玉粉为基体材料、石蜡和蜂蜡为增塑剂、二氧化硅粉和氧化镁粉为矿化剂,采用热压注法制备氧化铝基陶瓷型芯;制备工艺参数如下:浆料温度为90℃、热压注压力为0... 详细信息

为了解决氧化铝基陶瓷型芯不易脱芯的难题,加入一定量的淀粉作为成孔剂。以白刚玉粉为基体材料、石蜡和蜂蜡为增塑剂、二氧化硅粉和氧化镁粉为矿化剂,采用热压注法制备氧化铝基陶瓷型芯;制备工艺参数如下:浆料温度为90℃、热压注压力为0.5 MPa、保压时间为25 s;研究不同淀粉加入量对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明:在烧结过程中,样品中淀粉的烧失,增大了氧化铝基陶瓷型芯内部的孔隙率;随着淀粉加入量的增加,氧化铝基陶瓷型芯的室温抗弯强度降低、显气孔率增大、溶失性增大、体积密度减小;经1560℃烧结2.5 h后,淀粉加入量为8%的氧化铝基陶瓷型芯综合性能最好,其室温抗弯强度为24.8 MPa、显气孔率为47.98%、溶失性为1.92g/h、体积密度为1.88 g/cm^3。

关键词：氧化铝基陶瓷型芯淀粉室温抗弯强度显气孔率溶失性

高温合金空心叶片用氧化铝基陶瓷型芯脱芯研究现状

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铸造 2014年第3期63卷 232-236页

作者：李彪娄延春苏贵桥于波刘乃坚刘孝福沈阳铸造研究所辽宁沈阳110022 中航工业沈阳黎明航空发动机(集团)有限公司辽宁沈阳110043

介绍了氟盐脱芯法和碱溶液腐蚀脱芯法在氧化铝基陶瓷型芯脱芯技术中的应用。阐述了碱溶液腐蚀脱芯法中高压射流脱芯法、压力扰动脱芯法、高温高压脱芯法的工艺特点及研究现状,讨论了碱溶液脱芯过程中铸件表面质量的保护方法。指出高温... 详细信息

介绍了氟盐脱芯法和碱溶液腐蚀脱芯法在氧化铝基陶瓷型芯脱芯技术中的应用。阐述了碱溶液腐蚀脱芯法中高压射流脱芯法、压力扰动脱芯法、高温高压脱芯法的工艺特点及研究现状,讨论了碱溶液脱芯过程中铸件表面质量的保护方法。指出高温高压超临界脱芯技术是氧化铝基陶瓷型芯脱芯技术的一大发展趋势。

关键词：空心叶片氧化铝基陶瓷型芯脱芯技术

添加锆英粉矿化剂的氧化铝基陶瓷型芯试验研究

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铸造 2020年第8期69卷 853-860页

作者：李彪娄延春于波苏贵桥金磊宋照伟丁伟高颖沈阳铸造研究所有限公司高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室辽宁沈阳110022

针对氧化铝基陶瓷型芯不易烧结、脱芯困难的问题,采用电熔刚玉粉为型芯基体材料,添加锆英粉为矿化剂,研究了不同终烧温度下氧化铝基陶瓷型芯室温和高温性能。结合型芯物相组成和断口形貌观测结果,分析了高温烧结过程中莫来石的形成机理... 详细信息

针对氧化铝基陶瓷型芯不易烧结、脱芯困难的问题,采用电熔刚玉粉为型芯基体材料,添加锆英粉为矿化剂,研究了不同终烧温度下氧化铝基陶瓷型芯室温和高温性能。结合型芯物相组成和断口形貌观测结果,分析了高温烧结过程中莫来石的形成机理,确定了型芯的适宜终烧温度为1420℃。采用制备的氧化铝基陶瓷型芯拉制出了定向叶片,并进行了脱芯试验,型芯脱出性能良好。

关键词：氧化铝基陶瓷型芯终烧温度莫来石脱芯性能

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单晶叶片铸造用氧化铝基陶瓷型芯研究进展

中国陶瓷 2012年第10期48卷 1-5,45页

作者：赵童刚王秀峰王莉丽江红涛陕西科技大学材料科学与工程学院西安710021

陶瓷型芯是制造高性能飞机发动机涡轮叶片的关键部件,目前也是形成发动机空心叶片内腔结构的唯一手段,其性能和质量直接影响飞机发动机叶片的性能。本文从成型工艺、辅助原料、脱芯工艺等方面综述了氧化铝陶瓷型芯在国内外的研究进展,... 详细信息

陶瓷型芯是制造高性能飞机发动机涡轮叶片的关键部件,目前也是形成发动机空心叶片内腔结构的唯一手段,其性能和质量直接影响飞机发动机叶片的性能。本文从成型工艺、辅助原料、脱芯工艺等方面综述了氧化铝陶瓷型芯在国内外的研究进展,对比氧化硅陶瓷型,综合分析了氧化铝机陶瓷型芯在性能和制备工艺方面的优越性。同时针对氧化铝基陶瓷型芯在实际工业运用中体见出的问题和不足,提出若干改进方法。文章最后展望了氧化铝基陶瓷型芯的未来的发展方向。

关键词：氧化铝基陶瓷型芯辅助原料成型工艺脱芯工艺

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高气孔率氧化铝基陶瓷型芯的制备与性能研究

高气孔率氧化铝基陶瓷型芯的制备与性能研究

作者：李风光华中科技大学

学位级别：硕士

氧化铝基陶瓷型芯具有较好的化学稳定性、高温强度与抗蠕变性能,可广泛应用于航空涡轮叶片的制造。但氧化铝基陶瓷型芯存在铸后脱芯难的问题,提高陶瓷型芯的气孔率可加大脱芯溶液与氧化铝基陶瓷型芯的接触面积,从而提高型芯的脱芯速率... 详细信息

氧化铝基陶瓷型芯具有较好的化学稳定性、高温强度与抗蠕变性能,可广泛应用于航空涡轮叶片的制造。但氧化铝基陶瓷型芯存在铸后脱芯难的问题,提高陶瓷型芯的气孔率可加大脱芯溶液与氧化铝基陶瓷型芯的接触面积,从而提高型芯的脱芯速率。本文以解决上述难题为目标,开展了高气孔率氧化铝基陶瓷型芯的研究,具有重要的理论与实际意义。首先研究了白刚玉粉的粒度级配对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响。结果表明:当180目、250目、325目三种粒度的白刚玉粉质量比为180目:250目:325目=6:3:1时,氧化铝基陶瓷型芯具有较好的综合性能,其室温抗弯强度为32.3MPa、显气孔率为37.26%、溶失性为1.35g·h、线收缩率为2.84%、体积密度为2.52g·cm。基于白刚玉粉粒度级配的研究结果,研究了矿化剂SiO与MgO的加入量对氧化铝基陶瓷型芯各项性能的影响。结果表明:当SiO加入量占白刚玉粉重10%、MgO加入量占白刚玉粉重1.0%时,陶瓷型芯综合性能较佳,即室温抗弯强度为38.5MPa、显气孔率为41.98%、溶失性为1.51g·h、线收缩率为0.34%、体积密度为1.85g·cm。为了制备出高气孔率的氧化铝基陶瓷型芯,研究了成孔剂淀粉对氧化铝基陶瓷型芯各项性能的影响。结果表明:随着淀粉加入量的增加,氧化铝基陶瓷型芯的室温抗弯强度、线收缩率和体积密度减小,显气孔率和溶失性增大,且淀粉的加入并没有改变型芯的热膨胀系数。当淀粉加入量占白刚玉粉重8%时,氧化铝基陶瓷型芯具有较好的综合性能,其室温抗弯强度为24.8MPa、显气孔率为47.98%、溶失性为1.92g·h、线收缩率为2.86%、体积密度为1.88g·cm、热膨胀系数为10×10K。采用本文研发的高气孔率氧化铝基陶瓷型芯材料优化配方,研究了模具预热温度对复杂氧化铝基陶瓷型芯成型性的影响。结果表明:预热温度过低则难以完整充型,过高则易产生飞边、难以脱模;当模具预热温度为60℃时,复杂陶瓷型芯可完整成型。

关键词：氧化铝基陶瓷型芯高气孔率白刚玉粉粒度级配矿化剂成孔剂模具预热温度

淀粉原位固化制备氧化铝基陶瓷型芯及性能研究

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淀粉原位固化制备氧化铝基陶瓷型芯及性能研究

作者：赵童刚陕西科技大学

学位级别：硕士

陶瓷型芯是熔模铸造工艺中使用的一种陶瓷制品的简称，作为形成空心涡轮叶片内腔的转接体，其作用是形成空心涡轮叶片的内腔结构，与外型模及模壳共同保证涡轮叶片对空腔的尺寸精度要求。随着飞机涡轮叶片浇注温度的不断提高，氧化硅基... 详细信息

陶瓷型芯是熔模铸造工艺中使用的一种陶瓷制品的简称，作为形成空心涡轮叶片内腔的转接体，其作用是形成空心涡轮叶片的内腔结构，与外型模及模壳共同保证涡轮叶片对空腔的尺寸精度要求。随着飞机涡轮叶片浇注温度的不断提高，氧化硅基陶瓷型芯已不能满足单晶叶片的浇注条件，本文研究并制备了高温性能更为优异的氧化铝基陶瓷型芯，目前国内对氧化铝基陶瓷还处于研究阶段，应用较少，氧化铝基陶瓷型芯的制备方法主要有热压注法和凝胶注模法，但是这些方法成型工艺复杂不便于操作，由于成型过程中引进大量的有机物，在型芯烧结过程中还可能产生有害气体，影响环境。本文研究了淀粉原位固化成型氧化铝基陶瓷型芯技术，该方法主要利用淀粉的凝胶化特性。该工艺便于操作，且淀粉在烧成过程中不产生有害气体，用该法制备的氧化铝基陶瓷型芯各项性能良好。本文采用淀粉原位固化成型技术制备氧化铝基陶瓷型芯，研究了淀粉含量、氧化硅含量和烧成温度对所制备陶瓷型芯性能的影响，以及该种型芯在Na3AlF6熔盐中的溶解情况。采用煮沸法测试了陶瓷型芯的显气孔率，采用三点弯曲法测试了陶瓷型芯的抗弯强度，并采用X射线衍射分析研究了陶瓷型芯的物相组成，采用SEM观察了陶瓷型芯的端口形貌。并在以下几方面开展了实验工作： 1、研究了淀粉含量对型芯性能的影响。采用正交的实验方法，选取的淀粉添加量分别为氧化铝粉料质量的4%、8%、12%、16%、20%。结果表明随着淀粉含量的增加，所制备陶瓷型芯的气孔率持续增加，室温抗弯强度持续减小。 2、研究了氧化硅含量对陶瓷型芯性能的影响。所选取的氧化硅添加量分别为氧化铝粉料质量的5%、10%、15%、20%、25%。结果表明随着氧化硅含量的增加，所制备陶瓷型芯的气孔率与室温抗弯强度均是先增加后减小，并在15%时气孔率达到最大值。 3、研究了烧结温度对陶瓷型芯性能的影响。所选取的烧结温度分别为1350℃、1400℃、1450℃、1500℃。结果表明随着烧结温度的升高，所制备陶瓷型芯的气孔率呈下降趋势，室温抗弯强度则呈增大趋势。 4、烧成后型芯试样的XRD衍射结果表明，随着氧化硅含量的增加和烧结温度的提高，型芯中生成莫来石的量不断增加，这主要是氧化硅与氧化铝反应的结果，在高温下，氧化硅与氧化铝更能充分的反应。 5、本文在高温热台下实时观察了烧结后氧化铝陶瓷型芯在熔盐Na3AlF6中的溶解情况，发现在960℃下，型芯边缘开始溶解，在1000℃下保温0.5h即可观察到所加入的小块型芯完全溶解，这说明所制备的陶瓷型芯在Na3AlF6熔盐中的脱芯性能良好。研究表明：淀粉原位固化是一种良好的制备氧化铝基陶瓷型芯的方法，通过本工艺制备的氧化铝基陶瓷型芯显气孔率在31%～42%，室温抗弯强度在32MPa～44MPa，且脱芯性能良好，可以满足单晶叶片浇注使用条件。

关键词：陶瓷型芯淀粉原位固化氧化铝基陶瓷型芯原料配比

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烧结温度对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

烧结温度对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

单晶空心叶片用AC-2陶瓷型芯的组织和性能研究

2019中国铸造活动周

作者：李彪娄延春于波苏贵桥刘孝福金磊宋照伟沈阳铸造研究所有限公司高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室

本文采用电熔刚玉粉为基体材料,锆英粉为矿化剂,研究了不同烧结温度对氧化铝基陶瓷型芯物相组成、断口形貌、室温性能、高温性能的影响规律,分析了高温烧结过程中莫来石的形成机理,确定了型芯的适宜烧结温度为1420℃,采用制备的氧化铝... 详细信息

本文采用电熔刚玉粉为基体材料,锆英粉为矿化剂,研究了不同烧结温度对氧化铝基陶瓷型芯物相组成、断口形貌、室温性能、高温性能的影响规律,分析了高温烧结过程中莫来石的形成机理,确定了型芯的适宜烧结温度为1420℃,采用制备的氧化铝基陶瓷型芯拉制出了定向叶片,并进行了脱芯试验,型芯脱出性能良好。

关键词：氧化铝基陶瓷型芯烧结温度莫来石脱芯性能

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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材料工程 2002年第4期30卷 33-34,37页

作者：薛明曹腊梅北京航空材料研究院北京100095

利用扫描电镜技术和 X射线衍射技术研究了 AC- 2氧化铝基陶瓷型芯的微观结构和相组成 ,并测试了该型芯的室温和高温性能。结果表明 AC- 2型氧化铝基陶瓷型芯的综合性能优于 AC- 1型芯。

关键词：单晶空心叶片 AC-2陶瓷型芯氧化铝基陶瓷型芯组织性能涡轮叶片

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高温合金空心叶片用陶瓷型芯概述

铸造 2016年第9期65卷 868-873页

作者：陈晓燕肖旅余建波孙宝德李飞上海市先进高温材料及其精密成形重点实验室上海200240 上海航天精密机械研究所上海201600 上海大学材料科学与工程学院上海市现代冶金和材料制备重点实验室上海200072 上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室上海200240

介绍了陶瓷型芯在航空发动机发展中的重要作用,从陶瓷型芯的原材料选择、型芯制备方法、型芯脱芯工艺等方面概述了陶瓷型芯的国内外研究现状,分析了氧化硅基陶瓷型芯以及氧化铝基陶瓷型芯制备过程中的关键难点。氧化硅基陶瓷型芯在温度... 详细信息

介绍了陶瓷型芯在航空发动机发展中的重要作用,从陶瓷型芯的原材料选择、型芯制备方法、型芯脱芯工艺等方面概述了陶瓷型芯的国内外研究现状,分析了氧化硅基陶瓷型芯以及氧化铝基陶瓷型芯制备过程中的关键难点。氧化硅基陶瓷型芯在温度超过1 550℃时易与高温合金发生化学反应,氧化铝基陶瓷型芯的化学稳定性较好,但难以脱芯。陶瓷型芯制备方法、烧结工艺、强化处理等是影响其性能的重要因素。

关键词：陶瓷型芯氧化硅基陶瓷型芯氧化铝基陶瓷型芯