【摘要】：通過復(fù)雜氣冷內(nèi)腔結(jié)構(gòu)改善渦輪葉片的散熱能力,已成為先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)制造的關(guān)鍵,而陶瓷型芯是鑄造具有復(fù)雜氣冷內(nèi)腔結(jié)構(gòu)葉片的核心部件,因此,具有較強(qiáng)的研究意義和實(shí)用價(jià)值。目前,國內(nèi)外制造高效氣冷渦輪葉片所用的陶瓷型芯,按照基體材料主要分為氧化硅基陶瓷型芯和氧化鋁陶瓷型芯。陶瓷型芯的氣孔率對(duì)其脫除效率影響較大,氣孔率高的型芯容易脫除,因此,保證強(qiáng)度的同時(shí)提高氣孔率是研制高性能陶瓷型芯的主要方法之一。本文以電熔剛玉為基體材料,氧化鋁纖維棉為添加相,采用凝膠注模成型工藝制備了氧化鋁基陶瓷型芯材料,并對(duì)相關(guān)性能進(jìn)行了表征。本文首先研究pH值、分散劑、球磨時(shí)間、纖維和固相含量對(duì)漿料粘度的影響。在固相含量為45wt.%、pH=9、球磨24h、分散劑為0.7wt.%、纖維添加量為4wt.%時(shí),制備的漿料粘度最低,約為174mPa·s。除此之外,研究了常規(guī)加熱和真空冷凍兩種干燥方式對(duì)坯體的影響,發(fā)現(xiàn)試樣經(jīng)過加熱干燥后發(fā)生明顯的翹曲和凹陷,變形較嚴(yán)重,而經(jīng)真空冷凍干燥后變形較小,尤其在冷凍機(jī)中預(yù)凍5h,抽真空干燥24h的實(shí)驗(yàn)條件下,試樣干燥無任何變形。同時(shí),對(duì)坯體干燥后起皮現(xiàn)象也進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)添加1wt.%的聚丙烯酰胺可完全抑制坯體的起皮現(xiàn)象。其次,對(duì)凝膠成型制備的陶瓷性能進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)陶瓷試樣的強(qiáng)度隨著固相含量的增加呈先增大后降低趨勢,當(dāng)固相含量為55wt.%時(shí),陶瓷試樣的彎曲強(qiáng)度為58.23MPa。隨著纖維含量的增加,陶瓷試樣的體積密度降低、氣孔率增大。隨著燒結(jié)溫度及保溫時(shí)間的增加,陶瓷試樣的體積密度增大,氣孔率降低。當(dāng)固相含量為55wt.%,纖維添加量為4wt.%,燒結(jié)溫度為1600℃,保溫時(shí)間為8h時(shí),陶瓷試樣的彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值,約為80.25MPa,氣孔率約為51.26%,與未添加纖維的陶瓷試樣相比,分別提高了37.82%,17.43%。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ174.7;V263

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本文編號(hào)：2789198