3D打印氧化硅基陶瓷型芯的各向异性研究 被引量：14

1

作者 陈典典 鲍明东 +3 位作者 李鑫 许西庆 牛书鑫 王新刚 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期33-39,共7页

陶瓷型芯作为航空发动机叶片精密铸造的必需转接件,传统制造工艺越来越难以满足其对性能的要求。目前,3D打印技术因其具有成型零件精度高、生产成本低、综合性能良好等优势,能够在一定程度上解决传统制造工艺面临的问题,尤其是在陶瓷型... 陶瓷型芯作为航空发动机叶片精密铸造的必需转接件,传统制造工艺越来越难以满足其对性能的要求。目前,3D打印技术因其具有成型零件精度高、生产成本低、综合性能良好等优势,能够在一定程度上解决传统制造工艺面临的问题,尤其是在陶瓷型芯的制造中具有很大的潜力。通过使用DLP光固化3D打印技术以及高温烧结制备了陶瓷芯型试样,研究了不同打印方向对氧化硅基陶瓷型芯试样的微观组织与性能的影响。结果表明:横向与竖向打印的陶瓷型芯经烧结后,打印方向对陶瓷型芯的气孔率没有明显的影响;铺料层所在平面组织均匀,铺料层之间具有明显的结合缝隙;在垂直于铺料层的方向上线收缩最为明显,最大线收缩为2.21%;横向打印的陶瓷型芯的抗弯强度是竖向打印的2倍;当温度由室温升至203℃阶段时,陶瓷型芯试样发生急剧膨胀,且竖向打印试样热膨胀系数明显大于横向的;当温度超过203℃,两种打印方向的陶瓷芯型的热膨胀系数相差较小。 展开更多

关键词 3D打印 DLP光固化 氧化硅 陶瓷型芯 各向异性

下载PDF 职称材料

空心叶片铸造用陶瓷型芯的3D打印及性能调控研究进展 被引量：3

2

作者 许西庆 杨永康 +4 位作者 李杰 李鑫 郭亚杰 牛书鑫 胡永彪 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1583-1594,共12页

陶瓷型芯在航空发动机空心涡轮叶片的熔模铸造中起到关键作用。3D打印技术作为新一代的成型技术,具有无需模具、制造周期短、精度高等优点,正在逐渐替代传统的陶瓷型芯制备工艺。本文总结了光固化技术、选择性激光烧结、直写成型技术和... 陶瓷型芯在航空发动机空心涡轮叶片的熔模铸造中起到关键作用。3D打印技术作为新一代的成型技术,具有无需模具、制造周期短、精度高等优点,正在逐渐替代传统的陶瓷型芯制备工艺。本文总结了光固化技术、选择性激光烧结、直写成型技术和分层挤出成型等目前在陶瓷型芯领域使用较多的3D打印技术,针对3D打印陶瓷型芯打印精度低、力学性能与气孔率适配性差、结构性能各向异性等局限性探讨了性能优化研究现状,并对该领域的发展进行了展望。 展开更多

关键词 陶瓷型芯 3D打印技术 光固化技术 打印精度 力学性能 各向异性

原文传递

不同粒度莫来石粉改性硅基陶瓷型芯的制备及性能 被引量：7

3

作者 吴笑非 李鑫 +3 位作者 许西庆 牛书鑫 范红娜 杨小薇 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期128-133,共6页

陶瓷型芯在航空发动机空心涡轮叶片的熔模精密铸造中提供复杂内腔结构。采用不同粒径的电熔莫来石粉作为添加剂,利用热压注法制备氧化硅/莫来石陶瓷型芯,研究莫来石粒径对型芯析晶行为和性能的影响。结果表明:莫来石粉的加入促进方石英... 陶瓷型芯在航空发动机空心涡轮叶片的熔模精密铸造中提供复杂内腔结构。采用不同粒径的电熔莫来石粉作为添加剂,利用热压注法制备氧化硅/莫来石陶瓷型芯,研究莫来石粒径对型芯析晶行为和性能的影响。结果表明:莫来石粉的加入促进方石英的析晶,较细莫来石对不均匀形核的促进更加明显,会产生更多的方石英晶相;粒径过大的莫来石粉会导致型芯烧结程度低,力学性能和抗蠕变能力较差;当莫来石粉的粒径过小时,型芯内含有过多的方石英晶相,冷却中相变产生微裂纹,也会引起室温强度和抗高温变形能力恶化;莫来石粒径为19μm的陶瓷型芯表现出良好的综合性能:线收缩率为0.65%,气孔率为31.8%,室温弯曲强度为17.8 MPa,1540℃的蠕变为0.4 mm,溶蚀率为0.06 g/min。 展开更多

关键词 陶瓷型芯 氧化硅 莫来石 颗粒尺寸 力学性能

下载PDF 职称材料

石英纤维增强硅基陶瓷型芯制备与性能 被引量：5

4

作者 牛书鑫 许西庆 +6 位作者 李鑫 杨小薇 王增利 石振梅 许亮 周悍坤 陈鑫 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期31-35,共5页

通过热压注法制备了石英纤维增强的氧化硅基陶瓷型芯,随着石英纤维含量增加,陶瓷型芯气孔率和溶蚀性呈现出指数型增长;型芯的弯曲强度和抗蠕变性能都呈现出先增强后减弱的变化趋势。石英纤维与基体间的界面,在裂纹偏转和纤维拔出过程中... 通过热压注法制备了石英纤维增强的氧化硅基陶瓷型芯,随着石英纤维含量增加,陶瓷型芯气孔率和溶蚀性呈现出指数型增长;型芯的弯曲强度和抗蠕变性能都呈现出先增强后减弱的变化趋势。石英纤维与基体间的界面,在裂纹偏转和纤维拔出过程中吸收能量,使型芯表现出较高的弯曲强度;石英纤维在碱液中活性较高,因此保留了氧化硅基陶瓷型芯良好的溶蚀性。石英纤维含量为6%时,陶瓷型芯表现出了很好的综合性能,显气孔率为34.1%,常温和1550℃的弯曲强度分别为28.5 MPa和21.8 MPa,高温蠕变为0.26 mm,溶蚀率为0.62 g/min,很好地满足了高温合金浇注对型芯的要求。 展开更多

关键词 陶瓷型芯 纤维 气孔率 弯曲强度 溶蚀性

下载PDF 职称材料

水滴撞击倾斜非Newton除冰液液膜动力学行为特性数值研究

5

作者 崔静 岳茂昌 +1 位作者 牛书鑫 杨广峰 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第3期337-347,共11页

为了探究降雨天气下水滴撞击除冰液液膜后引发的非Newton动力学行为,耦合相界面控制方程及组分输运方程,构建了多相、多组分、多体系耦合作用的液滴撞击非Newton液膜的动力学行为模型.开展了水滴撞击除冰液液膜非稳态演化行为特性数值研... 为了探究降雨天气下水滴撞击除冰液液膜后引发的非Newton动力学行为,耦合相界面控制方程及组分输运方程,构建了多相、多组分、多体系耦合作用的液滴撞击非Newton液膜的动力学行为模型.开展了水滴撞击除冰液液膜非稳态演化行为特性数值研究,以实验结果验证并修正了模型.此外,进一步分析了除冰液的剪切稀化特性和斜面坡度对撞击过程的影响机制.研究结果表明:液滴撞击倾斜液膜后会产生非对称的液冠,而除冰液非Newton特性引发的黏度差异进一步导致撞击后的非对称运动;在液冠的形成过程中,除冰液被带离液膜,与水分的稀释效应共同降低了液膜的黏度;坡度的增加限制了水滴在液膜上游的作用范围,促进了下游液冠的生长进而加快了除冰液的脱离,因此液膜在下游的黏度显著降低. 展开更多

关键词 除冰液 剪切稀化 组分输运 坡度

下载PDF 职称材料

陶瓷光固化3D打印用光敏树脂浆料设计与性能

6

作者 牛书鑫 王珂 +3 位作者 周玉珑 郭新龙 胡小健 许西庆 《塑料科技》 CAS 北大核心 2024年第6期1-5,共5页

光固化3D打印技术在复杂陶瓷构件的制备中表现出很好的应用前景,低聚物的选择会直接影响液态光敏树脂的打印性能,对3D打印陶瓷材料的结构与性能具有重要影响。为优化陶瓷光固化3D打印用光敏树脂浆料的性能,文章分别以环氧丙烯酸酯(EA)... 光固化3D打印技术在复杂陶瓷构件的制备中表现出很好的应用前景,低聚物的选择会直接影响液态光敏树脂的打印性能,对3D打印陶瓷材料的结构与性能具有重要影响。为优化陶瓷光固化3D打印用光敏树脂浆料的性能,文章分别以环氧丙烯酸酯(EA)、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、有机硅改性聚氨酯丙烯酸酯(PSUA)作为低聚物配制了光敏树脂预混液和3D打印陶瓷浆料,探究了低聚物种类对光敏树脂及陶瓷浆料打印性能的影响。结果表明:PUA制备的光敏树脂浆料具有最优的光固化性能,其黏度为143 mPa·s,固化厚度为341μm,抗弯强度为33.76 MPa,且PUA具有最低的临界曝光量20.022 mJ/cm^(2),表明其最易固化,适合陶瓷材料的3D打印成型。采用PUA制备的光敏树脂浆料制备了氧化硅陶瓷浆料,能够打印出结构复杂的陶瓷试样,陶瓷试样微观结构较为均匀,能够有效弱化层间缝隙,打印效果良好。 展开更多

关键词 3D打印 光敏树脂 低聚物 固化性能 氧化硅陶瓷

原文传递

3D打印氧化硅陶瓷型芯的各向异性调控及高温强化性能 被引量：4

7

作者 许西庆 樊嘉显 +3 位作者 牛书鑫 李鑫 张强 李杰 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2422-2429,共8页

氧化硅陶瓷型芯的3D打印研究对于中国航空水平的发展具有重大意义,其高温软化和结构各向异性是该领域面临的难题。以熔融石英粉为原料、莫来石粉为改性剂,利用DLP光固化3D打印技术制备了氧化硅陶瓷型芯,型芯表现出层状堆积的各向异性结... 氧化硅陶瓷型芯的3D打印研究对于中国航空水平的发展具有重大意义,其高温软化和结构各向异性是该领域面临的难题。以熔融石英粉为原料、莫来石粉为改性剂,利用DLP光固化3D打印技术制备了氧化硅陶瓷型芯,型芯表现出层状堆积的各向异性结构,少量的莫来石粉体促进了陶瓷颗粒的烧结致密及打印层之间的扩散结合,型芯的各向异性得到缓解,弯曲强度提高并趋于各向同性。当莫来石含量为3%时,其横向、竖向打印高温强度分别达到了18.5 MPa和16.3 MPa,能够很好的满足涡轮叶片的浇铸需求。 展开更多

关键词 氧化硅陶瓷型芯 3D打印 莫来石 各向异性 高温强度

原文传递

Al_2O_3型壳与DD6单晶合金的界面反应 被引量：4

8

作者 姚建省 李鑫 +4 位作者 王丽丽 牛书鑫 刘晓光 唐定中 曹春晓 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期840-845,共6页

采用SEM、EDS、XRD等手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应。结果表明,DD6高温合金与Al_2O_3型壳的黑色界面反应产物主要是α-Al_2O_3,并伴有FeCr_2O_4、(Fe,Ni)固溶体等多种成分相,界面反应层的厚度一般为5～6μm;界面反应后陶... 采用SEM、EDS、XRD等手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应。结果表明,DD6高温合金与Al_2O_3型壳的黑色界面反应产物主要是α-Al_2O_3,并伴有FeCr_2O_4、(Fe,Ni)固溶体等多种成分相,界面反应层的厚度一般为5～6μm;界面反应后陶瓷型壳内表面出现了TaO、NiO、HfO_2等多种反应产物;降低表面粗糙度、控制型壳矿化剂中的Fe_2O_3杂质含量,能够有效抑制界面反应的产生。 展开更多

关键词 DD6单晶合金 Al2O3陶瓷型壳 界面反应

原文传递

氧化硅/莫来石陶瓷型芯的析晶行为及性能研究 被引量：4

9

作者 陈昊 李鑫 +2 位作者 牛书鑫 范红娜 许西庆 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第5期902-907,共6页

采用电熔莫来石、烧结莫来石作为硅基陶瓷型芯的矿化剂,制备了氧化硅/莫来石陶瓷型芯,并与未添加矿化剂的陶瓷型芯进行对比。相比于电熔莫来石,烧结莫来石中碱金属、碱土金属杂质含量较高,对石英玻璃的析晶促进作用明显,显著降低了陶瓷... 采用电熔莫来石、烧结莫来石作为硅基陶瓷型芯的矿化剂,制备了氧化硅/莫来石陶瓷型芯,并与未添加矿化剂的陶瓷型芯进行对比。相比于电熔莫来石,烧结莫来石中碱金属、碱土金属杂质含量较高,对石英玻璃的析晶促进作用明显,显著降低了陶瓷型芯的结晶活化能,但过多的杂质作为网络修饰体增大了陶瓷型芯的高温变形。而电熔莫来石既可以在一定程度上促进石英玻璃析晶,还可以提高型芯的高温抗变形能力。加入10wt%电熔莫来石的陶瓷型芯收缩率为0.73%,气孔率30.5%,室温强度18.9 MPa,高温蠕变0.3 mm,能够满足空心叶片的浇注需求。 展开更多

关键词 陶瓷型芯 莫来石 氧化硅 析晶

下载PDF 职称材料

锆英粉型壳与DD6单晶合金的界面反应 被引量：4

10

作者 饶洋 姚建省 +2 位作者 王丽丽 李鑫 牛书鑫 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期408-411,共4页

采用扫描电镜、能谱分析等手段研究了DD6单晶合金与锆英粉型壳的界面反应。结果表明,DD6高温合金与锆英粉型壳的界面反应产物为Al_2O_3、HfO_2、Nb/Ta氧化物和单质Si。由于锆英粉的主成分ZrSiO_4高温易分解,界面反应有局部加剧的趋势,... 采用扫描电镜、能谱分析等手段研究了DD6单晶合金与锆英粉型壳的界面反应。结果表明,DD6高温合金与锆英粉型壳的界面反应产物为Al_2O_3、HfO_2、Nb/Ta氧化物和单质Si。由于锆英粉的主成分ZrSiO_4高温易分解,界面反应有局部加剧的趋势,反应产物粘附在型壳表面,导致界面处型壳侧生成5~8μm厚的Al_2O_3层,合金表面出现缺陷坑。通过分析"Al元素氧化-ZrSiO_4分解-低熔点富Si液相形成-Al_2O_3颗粒析出"的反应过程,建立了"反应坑"型的界面反应模型。 展开更多

关键词 DD6单晶合金 锆英粉型壳 界面反应

原文传递

金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯的性能及组织的影响 被引量：4

11

作者 李鑫 牛书鑫 +3 位作者 姚建省 唐定中 曹春晓 闫军浩 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期207-212,共6页

本工作以石英玻璃粉作为基体材料,白刚玉粉作为矿化剂,金属Al粉作为添加剂,制备了氧化硅基陶瓷型芯。研究了不同含量金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯收缩率、物理性能、显微组织和相组成的影响。研究结果表明,在型芯烧结过程中,金属Al粉受... 本工作以石英玻璃粉作为基体材料,白刚玉粉作为矿化剂,金属Al粉作为添加剂,制备了氧化硅基陶瓷型芯。研究了不同含量金属Al粉对氧化硅基陶瓷型芯收缩率、物理性能、显微组织和相组成的影响。研究结果表明,在型芯烧结过程中,金属Al粉受热氧化形成Al_2O_3,伴随着体积膨胀和重量增加,可以抑制陶瓷型芯的烧结收缩和铸造收缩。Al粉对烧结过程中的方石英析晶无明显抑制作用,铸造过程中由于型芯骨架结构的松散程度增加,型芯的高温抗变形能力降低。当铝粉含量为1wt%时,陶瓷型芯综合性能良好,三维方向的烧结收缩率分别为0.01%、0.03%、0.03%,气孔率为28.58%,挠度为0.57 mm,抗弯强度为12.1 MPa。制备的陶瓷型芯能够满足高温合金定向凝固需求,并有望能提高空心涡轮叶片的内腔尺寸精度。 展开更多

关键词 氧化硅基陶瓷型芯 铝粉 烧结收缩率 空心叶片

下载PDF 职称材料

基于多种莫来石纤维的硅基陶瓷型芯增强机制及性能研究

12

作者 牛书鑫 刘智鹏 +9 位作者 周婷婷 司远 李鑫 骆宇时 王东升 郭新龙 石振梅 焦琦 张腾飞 许西庆 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第19期36-40,47,共6页

分别以多晶、非晶莫来石纤维为增强相制备氧化硅基陶瓷型芯,探究纤维种类对型芯性能的影响。非晶纤维在促进方石英析晶、降低收缩率、提高气孔率方面的效果低于多晶纤维。相比于多晶纤维,非晶纤维具有较多结构缺陷,纤维与基体通过扩散... 分别以多晶、非晶莫来石纤维为增强相制备氧化硅基陶瓷型芯,探究纤维种类对型芯性能的影响。非晶纤维在促进方石英析晶、降低收缩率、提高气孔率方面的效果低于多晶纤维。相比于多晶纤维,非晶纤维具有较多结构缺陷,纤维与基体通过扩散传质形成紧密的结合,显著提高型芯的强度和抗蠕变性能,而且非晶纤维的亚稳态结构在碱性溶液中具有较高的化学活性,使型芯表现出优良的溶蚀性。非晶莫来石纤维质量分数为3%的硅基陶瓷型芯表现出优异的综合性能,其室温弯曲强度达27.7 MPa,高温弯曲强度为22.4 MPa,高温蠕变为0.31 mm,溶蚀率为1.26g/min,能够很好地满足空心叶片的浇注需求。 展开更多

关键词 航空发动机 单晶叶片 陶瓷型芯 莫来石纤维 力学性能

下载PDF 职称材料

初始粉体状态对氧化铝/氧化锆纳米陶瓷烧结性能的影响 被引量：3

13

作者 范长颉 李鑫 +2 位作者 许西庆 张鑫 牛书鑫 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期67-73,共7页

通过放电等离子体烧结(SPS),分别以纳米多晶粉体和非晶粉体作为原料制备了Al2O3-ZrO2纳米陶瓷复合材料,并研究了初始粉体状态对致密化过程和微观结构的影响。将纳米多晶粉体通过SPS烧结为致密的纳米块体,所需的最低烧结温度为1 400℃,... 通过放电等离子体烧结(SPS),分别以纳米多晶粉体和非晶粉体作为原料制备了Al2O3-ZrO2纳米陶瓷复合材料,并研究了初始粉体状态对致密化过程和微观结构的影响。将纳米多晶粉体通过SPS烧结为致密的纳米块体,所需的最低烧结温度为1 400℃,所得产品的晶粒尺寸约为320nm;非晶粉体完全致密所需的SPS温度为1 200℃,所得产品的晶粒尺寸约为150nm。相比于纳米多晶粉体,非晶粉体可以在较低的温度下烧结成为致密纳米块体,我们将这一现象归结为非晶粉体在烧结中的相转变。这一发现为纳米陶瓷块体的低温烧结提供了新的思路。 展开更多

关键词 放电等离子体烧结 纳米复相陶瓷 晶粒尺寸 低温烧结 相转变

下载PDF 职称材料

抑冰功能型表面的耐磨耐蚀特性

14

作者 崔静 白娟 +3 位作者 牛书鑫 王一凡 杨广峰 王立文 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期235-244,共10页

飞机积冰是高性能飞行器安全运行的巨大威胁,也是导致飞机失事的主要原因之一。相对于传统被动式的融霜除冰手段,对表面进行微织构功能化处理是从机制上实现主动抗结冰的方法,该方法已经得到普遍认可和广泛应用,但微织构后表面的耐蚀耐... 飞机积冰是高性能飞行器安全运行的巨大威胁,也是导致飞机失事的主要原因之一。相对于传统被动式的融霜除冰手段,对表面进行微织构功能化处理是从机制上实现主动抗结冰的方法,该方法已经得到普遍认可和广泛应用,但微织构后表面的耐蚀耐磨等宏观应用性能有待深入研究。基于激光微织构技术在航空用材Ti-6Al-4V试样表面分别用扫描速度为50、100、150、200、250 mm/s的纳秒激光织构出三角纹理微纳结构。利用扫描电子显微镜和共聚焦电子显微镜对微织构表面的微区形貌、元素含量、粗糙度进行表征,使用接触角测量仪对微织构表面的静/动态浸润特性进行了分析,依托低温显微实验平台研究微结构表面静态水滴冻结行为,采用自制循环摩擦实验系统、电化学工作站研究微结构表面耐磨耐蚀性能。结果表明,扫描速度为100 mm/s的微织构表面延迟水滴冻结性能最佳,循环摩擦下疏水耐候性最佳,但表面耐腐蚀性能最差。这是由于表面丰富的微观拓扑结构形貌增大了表面的导热热阻,延迟了表面液滴冻结时间,但在弱酸性腐蚀环境下,表面丰富的微织构形貌又减小了氢氧化钛、氧化钛氢氧根等氧化物水合产物的吸附抑制,表现出较强的活性。 展开更多

关键词 Ti-6Al-4V(TC4) 超疏水 抑冰 耐腐蚀 耐磨

原文传递

Al_(2)O_(3)-SiO_(2)非晶陶瓷中温塑性变形研究 被引量：2

15

作者 李倩 杨昭 +7 位作者 卢宇 杨小薇 许亮 石振梅 周悍坤 王东升 牛书鑫 许西庆 《铸造》 CAS 北大核心 2022年第11期1368-1373,共6页

解决陶瓷脆性、实现陶瓷的塑性变形是诸多尖端领域发展的关键。为探究Al_(2)O_(3)-SiO_(2)非晶陶瓷的中温塑性变形,利用溶胶凝胶法和热压成形技术制备具有非晶结构的致密Al_(2)O_(3)-SiO_(2)陶瓷块体,在600~800℃进行单轴压缩测试。Al_(... 解决陶瓷脆性、实现陶瓷的塑性变形是诸多尖端领域发展的关键。为探究Al_(2)O_(3)-SiO_(2)非晶陶瓷的中温塑性变形,利用溶胶凝胶法和热压成形技术制备具有非晶结构的致密Al_(2)O_(3)-SiO_(2)陶瓷块体,在600~800℃进行单轴压缩测试。Al_(2)O_(3)-SiO_(2)非晶陶瓷在600℃脆性断裂前未能发生塑性变形,在700℃、800℃分别呈现9.9%和12.8%的塑性变形,而且在800℃的塑性变形中析出γ-Al_(2)O_(3)晶相并产生应变强化。不同于Al_(2)O_(3)-SiO_(2)非晶陶瓷,同组成的多晶陶瓷在800℃仍然表现脆性而无塑性变形。利用自由体积理论对非晶陶瓷的塑性变形机理进行了探究,剪切带是塑性变形的主要方式,而自由体积是形成剪切带的结构基础。这种可塑性变形的非晶陶瓷材料由于具有耐高温、耐腐蚀以及良好的塑性变形,在冶金铸造系统的密封结构中具有潜在优势。 展开更多

关键词 非晶Al_(2)O_(3)-SiO_(2) 塑性变形 应变强化 剪切带 自由体积

下载PDF 职称材料

硅铝复合水解液对硅基陶瓷型芯高温性能的影响 被引量：1

16

作者 王丽丽 李嘉荣 +3 位作者 唐定中 刘世忠 李鑫 牛书鑫 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期521-524,共4页

以Si/Al质量比可调的硅铝复合水解液为研究对象,对硅基陶瓷型芯进行高温强化,并与硅酸乙酯水解液和硅溶胶强化的型芯进行性能对比。结果表明,采用Si/Al比为1∶3的硅铝复合水解液(SA13)强化后,型芯的密度、显气孔率、高温抗弯强度和抗变... 以Si/Al质量比可调的硅铝复合水解液为研究对象,对硅基陶瓷型芯进行高温强化,并与硅酸乙酯水解液和硅溶胶强化的型芯进行性能对比。结果表明,采用Si/Al比为1∶3的硅铝复合水解液(SA13)强化后,型芯的密度、显气孔率、高温抗弯强度和抗变形能力介于硅酸乙酯水解液与硅溶胶之间;硅铝复合水解液(SA13)强化型芯的高温尺寸稳定性最佳,与单晶高温合金DD6接触的高温化学稳定性也有所提高。 展开更多

关键词 硅基陶瓷型芯 高温强化 硅铝复合水解液

原文传递

多层壁陶瓷型芯内腔熔芯的制备及性能研究 被引量：1

17

作者 张朋 李鑫 +4 位作者 季惠明 牛书鑫 姚建省 王丽丽 李晓雷 《重庆大学学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期46-54,共9页

采用预制夹芯法制备多层壁陶瓷型芯因具有工艺简便、成型精度高等优点受到关注。笔者以聚乙二醇(PEG)为增塑剂,石墨、石英玻璃粉为填料,制备了可熔夹芯;通过二次注射成型制备了多层壁陶瓷型芯坯体,实现了熔芯/型芯的一体脱脂。研究了聚... 采用预制夹芯法制备多层壁陶瓷型芯因具有工艺简便、成型精度高等优点受到关注。笔者以聚乙二醇(PEG)为增塑剂,石墨、石英玻璃粉为填料,制备了可熔夹芯;通过二次注射成型制备了多层壁陶瓷型芯坯体,实现了熔芯/型芯的一体脱脂。研究了聚乙二醇分子量对熔芯浆料及制备坯体性能的影响,结果表明:当PEG分子量不超过2 000时,增塑剂分子量对熔芯性能的影响较小,随着PEG分子量继续增加,坯体内缺陷增加导致性能变差;采用PEG2000制备的熔芯坯体具有最佳的综合性能,其抗弯强度、高温变形量和表面粗糙度分别为13.0 MPa、2.94 mm和1.18μm。研究了熔芯/型芯的一体化脱脂行为,经过脱脂和烧结,熔芯被完全烧蚀,形成了陶瓷型芯的空腔结构,且熔芯脱除对陶瓷型芯的结构完整性和精度未产生不良影响。陶瓷型芯制件的尺寸公差不超过±0.15 mm,空心内腔表面粗糙度为1.81μm,满足高温浇铸对陶瓷型芯尺寸精度的要求。 展开更多

关键词 陶瓷材料 表面粗糙度 陶瓷型芯 预制夹芯法

下载PDF 职称材料

Al2O3-ZrO2-Y2O3非晶陶瓷的常温力学性能研究

18

作者 范长颉 许西庆 +1 位作者 李鑫 牛书鑫 《合成材料老化与应用》 2019年第4期56-59,共4页

对Al2O3-ZrO2-Y2O3非晶陶瓷块体进行维氏硬度和单轴压缩测试,研究其常温力学性能,并与同组成完全析晶的陶瓷进行了对比。结果表明,Al2O3-ZrO2-Y2O3非晶陶瓷的维氏硬度为4.2GPa±0.1GPa,而多晶陶瓷的硬度为14.3GPa±0.2GPa;非晶... 对Al2O3-ZrO2-Y2O3非晶陶瓷块体进行维氏硬度和单轴压缩测试,研究其常温力学性能,并与同组成完全析晶的陶瓷进行了对比。结果表明,Al2O3-ZrO2-Y2O3非晶陶瓷的维氏硬度为4.2GPa±0.1GPa,而多晶陶瓷的硬度为14.3GPa±0.2GPa;非晶陶瓷的硬度明显低于相同组成的多晶陶瓷。在单轴压缩中,非晶陶瓷和多晶陶瓷都发生了脆性断裂,非晶陶瓷压缩强度为210MPa,最大压缩应变为3.4%,而多晶陶瓷分别为590MPa和1.8%;相比于完全析晶的Al2O3-ZrO2-Y2O3多晶陶瓷,非晶陶瓷表现出低强度、低弹性模量和高应变量的特征。 展开更多

关键词 非晶陶瓷 多晶陶瓷 维氏硬度 单轴压缩

下载PDF 职称材料

熔融石英球形粉对陶瓷型芯高温收缩的影响

19

作者 王丽丽 姚建省 +4 位作者 许亮 杨小薇 顾国红 李鑫 牛书鑫 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第14期2311-2314,共4页

分别以熔融石英球形粉、角形粉为原料,采用注射成型工艺制备陶瓷型芯,对比型芯的烧结收缩和二次烧结收缩,并结合SEM和XRD分析,探讨了添加熔融石英球形粉对陶瓷型芯高温收缩的影响。研究结果表明:当混合粉粒度级配相近时,由100%熔融石英... 分别以熔融石英球形粉、角形粉为原料,采用注射成型工艺制备陶瓷型芯,对比型芯的烧结收缩和二次烧结收缩,并结合SEM和XRD分析,探讨了添加熔融石英球形粉对陶瓷型芯高温收缩的影响。研究结果表明:当混合粉粒度级配相近时,由100%熔融石英球形粉制备的型芯在1200℃的烧结收缩率远小于由角形粉制备的型芯;在SiO2-ZrSiO4和SiO2-Al2O3型芯原料配比不变时,添加熔融石英球形粉可起到抑制原有型芯料烧结收缩的作用;随着球形粉添加量的增大,型芯的烧结收缩率有不同程度的降低。熔融石英球形粉对型芯烧结收缩的抑制作用与球形粉中残留的石英晶相含量高及其高温方石英化有关。添加熔融石英球形粉对型芯1500℃二次烧结收缩的影响不大。 展开更多

关键词 球形粉 氧化硅基陶瓷型芯 烧结收缩 二次烧结收缩

下载PDF 职称材料

高温熔铀环境下添加MgAl_2O_4的Mg-Y共稳ZrO_2基复相陶瓷耐腐蚀性研究

20

作者 张同 申偲伯 +4 位作者 凌瑞 李妍 张敏 牛书鑫 蔡舒 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S1期345-348,共4页

拟开发能取代核工业中常用石墨坩埚的氧化锆陶瓷容器,并对其高温铀蒸汽环境下的耐腐蚀性能进行研究。以超细氧化锆粉体为原料,Y2O3、Mg O作为稳定剂,同时加入一定量的Mg Al_2O_4,当Mg Al_2O_4添加量小于7 wt%时,在1700℃烧结可获得相对... 拟开发能取代核工业中常用石墨坩埚的氧化锆陶瓷容器,并对其高温铀蒸汽环境下的耐腐蚀性能进行研究。以超细氧化锆粉体为原料,Y2O3、Mg O作为稳定剂,同时加入一定量的Mg Al_2O_4,当Mg Al_2O_4添加量小于7 wt%时,在1700℃烧结可获得相对密度大于90%的氧化锆基复相陶瓷。所制备陶瓷试样在高温真空炉中与铀蒸汽进行了长达12 h的腐蚀试验,腐蚀后试样表面无明显裂纹,且表面腐蚀速率随时间的延长呈明显下降的趋势,从2 h的30 mg·cm-2·h-1降至12 h时的3 mg·cm-2·h-1。对腐蚀后试样表面进行SEM形貌观察,XRD和EDS分析,发现试样表面形成了一层含铝锆合金的类涂层状物质,阻断了铀蒸汽对试样的进一步腐蚀。实验结果表明特定组成的添加一定量Mg Al_2O_4的Mg-Y共稳氧化锆基复相陶瓷具有优良的抗热震性能,且能长时间耐高温铀蒸汽腐蚀,在核工业领域具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 Mg Al2O4 ZRO2 铀 抗热震性 耐腐蚀性

原文传递