陶瓷型芯在航空发动机叶片生产中的应用与发展

使用陶瓷型芯是形成航空发动机叶片复杂内腔的唯一手段,结合航空发动机高效气冷叶片叶片的发展,介绍了目前叶片生产中使用的石英玻璃基、氧化铝基、氧化镁基及纳米复合陶瓷4种陶瓷型芯材料制备工艺与性能特点, 并对陶瓷型芯技术发展的主要问题进行了讨论.     

氧化铝基纳米复相陶瓷型芯制备与性能研究

在刚玉粉料中添加纳米二氧化硅,利用原位合成方法制备了氧化铝基复合陶瓷型芯,讨论了纳米二氧化硅含量以及烧结制度对氧化铝基复合陶瓷型芯烧结温度、室温强度、高温蠕变等性能的影响.结果表明:SiO2纳米粉的加入,使陶芯材料致密度增加,从而使陶芯烧结温度降低,陶芯室温强度大幅度提高；随着SiO2含量加大,线收缩率和相对密度增加,...     

多层壁陶瓷型芯内腔熔芯的制备及性能研究

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2000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.     

基于Al粉成孔作用制备多孔氧化铝陶瓷型芯

采用热压注法制备多孔氧化铝基陶瓷型芯,研究了Al_2O_3粉粉末粒度分布、Al粉加入量和保温时间对陶瓷型芯性能的影响.研究结果表明:Al_2O_3粉粉末粒度分布显著影响陶瓷型芯的性能,当加入的Al_2O_3粉粉末粒径分别为80,58和45μm,且三种Al_2O_3粉粉末的质量比为1∶1∶1时,制备的陶瓷型芯性能较好;当Al粉加入量(质量分数)为10%时,型芯的综合性能最好,其线性收缩率为-0.85%,抗弯强度为30.43 MPa,气孔率为46.99%,且保温时间对样品的性能影响很小,在1 500℃下保温5h,样品性能稳定,该型芯有望满足陶瓷型芯的铸造要求.     

硅酸锆含量对硅基陶瓷型芯性能的影响

以石英玻璃粉为基体、硅酸锆为添加剂、陶瓷铸造蜡为增塑剂,利用热压注法制备硅基陶瓷型芯,烧结成型,并测试了烧结后型芯性能的变化,研究了硅酸锆添加量对硅基陶瓷型芯性能的影响.结果表明:硅酸锆添加量对型芯析晶并无明显影响.由于硅酸锆熔点高、性能稳定,不与二氧化硅发生反应,能够降低石英玻璃的黏性流动和型芯的烧结程度,导致硅酸锆添加量越多,样品的收缩率、室温强度越低,显气孔率越大.少量硅酸锆分布于石英玻璃基体中,起强化基体的骨架作用,能够提高型芯的高温强度.当硅酸锆含量较高时,石英玻璃含量降低,石英玻璃析晶产生的方石英含量降低,导致型芯的高温强度下降.型芯的高温挠度随硅酸锆含量的增加而降低,这是因为硅酸锆在高温下能够降低石英玻璃的黏性流动.     

AC-2陶瓷型芯焙烧过程中微观结构的研究

本文通过对经不同处理温度后的AC-2陶瓷型芯试样进行断口扫描分析,研究了AC-2陶瓷型芯在焙烧过程中微观结构的变化。结果发现陶瓷型芯的焙烧随着增塑剂的熔化、迁移、升华和烧失,湿态下均匀包裹着陶瓷颗粒表面的空间网状、连通的有机高分子增塑剂薄膜发生流淌,网状结构被破坏并出现蜂窝状结构,直到约600℃增塑剂完全烧失掉;在高温下固体质点间隙缩小,颗粒间互相接触,并由矿化剂作＂桥＂完成陶瓷型芯的烧结。     

超声流动镀铜法制备铜包石墨粉

通过超声流动电镀法使铜均匀沉积在微米级鳞片石墨上,从而制得铜包石墨粉.研究了镀铜过程中工艺条件对镀铜效果及铜包石墨粉中铜质量分数的影响.结果表明,利用该工艺可以制备出铜质量分数为50%～75%、且铜镀层致密、连续的复合粉体.用该复合粉体制备了铜-石墨电刷,其导电和磨损性能明显优于石墨粉与铜粉直接混合制备的电刷.     

陶瓷/金属复合装甲抗弹约束效应述评

通过对陶瓷/金属复合装甲及其陶瓷约束的介绍,综述了陶瓷复合装甲的抗弹性能表征和3种陶瓷约束(轴向、侧向和三维约束)对抗弹性能及机理的影响.作者认为,采用金属铸造工艺制备金属封装陶瓷复合装甲具有潜在的应用前景,同时应加强对新型陶瓷复合装甲的综合抗弹性能表征、动力学特性、结构优化设计等方面的研究.     

热喷涂高性能陶瓷复合涂层的研究进展

论述了陶瓷复合涂层的种类、制备方法及应用．采用表面涂层热喷涂技术,能在金属基体上制备金属基陶瓷复合涂层、陶瓷与陶瓷复合涂层、梯度功能陶瓷复合涂层和纳米陶瓷复合涂层,这样就把陶瓷材料的特点与金属材料的特点有机结合在一起,赋予材料新的功能．这些复合材料已广泛应用于航天、航空、医学、生物和电子等领域。     

烧结温度和粒度分布对多孔氧化硅陶瓷型芯材料性能的影响

采用热压注法制备了纯氧化硅多孔陶瓷型芯材料样品, 研究了烧结温度和陶瓷粉末粒度分布对陶瓷材料烧结后的组织和性能的影响. 结果表明, 随着烧结温度的升高, 样品的气孔率逐步降低, 室温和高温抗弯强度均相应提高. 当烧结温度为1 200°C时, 烧结收缩率为2.75%, 气孔率为24.69%, 室温抗弯强度达到25.3 MPa, 高温抗弯强度达到44.23 MPa; 当烧结温度超过1 200°C时, 室温和高温抗弯强度均明显降低, 而收缩率和气孔率变化不明显. 通过样品断口形貌和相应物相分析发现, 不同烧结温度下样品致密度和方石英含量的不同是造成陶瓷型芯室温和高温抗弯强度变化的主要原因, 而粒度分布能够显著影响型芯材料的气孔率、收缩率和抗弯强度. 在本实验中, 具有如下粒度分布的型芯材料的综合性能最佳: 10 μm以下约为25.33%, 10∽30 μm约为38.16%, 30∽50 μm约为28.74%, 50 μm以上约为7.77%, 最大粒径不超过95 μm.     

TiC/TiN/Al2O3复合陶瓷的研究进展

文章综述了TiC/TiN/Al2O3复合陶瓷的研究进展,介绍了复合陶瓷的制备工艺、组织与性能,探讨了材料成分对组织和力学性能的影响,总结了复合陶瓷的增韧机制及在刀具上的应用情况,指出纳米复合陶瓷是进一步改善强韧性的主要发展方向,为氧化铝陶瓷的广泛应用丰富了科学内涵.     

双层钛酸锶钡陶瓷的制备与研究

采用固相法分别制备施主掺杂陶瓷、受主掺杂陶瓷及双层钛酸锶钡陶瓷.施主掺杂选择呈现明显半导化的0.15%(摩尔比,下同)的La2O3;受主掺杂选择铁电性的0.15%的Fe2O3.XRD测试表明多种复合粉体均为钙钛矿结构;SEM结果显示:制备的双层钛酸锶钡陶瓷整体致密度较高,层间存在厚度接近30μm的过渡区域.介电温谱测试表明:掺La3+与掺Fe3+的介电峰分别在温度10℃和80℃处,双层钛酸锶钡陶瓷的介电常数在10~80℃温度区间明显平滑,介电常数和介电损耗均与电容串联模型的计算结果十分吻合.此双层复合方法提供制备高温度稳定性和功能复合陶瓷的有效实验手段.     

用非均相形核法制备Cu包裹MoSi2复合粉体

采用非均相形核法制备铜包裹MoSi2的复合粉体.利用场发射扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针等分析手段对复合粉体进行表征,并讨论包裹结构的形成机制和影响因素.结果表明,采用非均相形核法可以制备出MoSi2颗粒表面被细小的铜微晶包裹的复合粉体;用壬基酚聚氧乙烯醚作为分散剂有助于提高纳米铜的稳定性,并能有效防止复合粉体的团聚,MoSi2颗粒的分散性得到显著改善,包裹效果较好;MoSi2颗粒大小和形状对复合粉体的包裹情况有较大影响;包裹结构取决于铜在MoSi2颗粒表面的沉积以及对复合粉体团聚的控制.     

陶瓷基板金属化制备技术的研究进展

从陶瓷基板制备工艺等方面综述了提高陶瓷基板可靠性的工艺与方法,主要包括直接镀铜金属化法、厚膜金属化法、直接覆铜金属化法、直接覆铝金属化法和活性钎焊金属化法5种陶瓷基板制备方法,此外还综述了基于上述金属化方法加以创新的制备工艺及结合强度,并对不同工艺所制备的陶瓷基板在实际应用中的缺点与不足进行了阐述,最后对陶瓷基板金属化的发展趋势进行了展望.     

等离子体喷涂ZrB2基复合涂层结构与性能

超高温陶瓷因其熔点高、热导率高和化学稳定性良好等特点而备受关注.ZrB_2是超高温陶瓷的典型代表.等离子体喷涂技术是制备超高温陶瓷涂层的有效方法.叙述了等离子体喷涂技术制备的ZrB_2基超高温复合涂层的近期研究成果,并简要展望了进一步改性该种涂层的方法.     

高性能铜铝复合排的制备及界面研究

采用固-液法浇注和铸轧工艺制备铝/铜复合材料.研究不同工艺对铜/铝复合排界面结合强度的影响,并对铜/铝复合排界面结构和复合机理进行分析.结果表明:当进行300°C×1h热处理时,所得复合排的结合强度最高,多次热循环后复合排界面结合强度有所增加.电子探针能谱扫描分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)表明铜/铝复合界面上生成金属间化合物Al2Cu,Al4Cu9和AlCu相,从而使得界面层硬度增大.采用该方法制备的铜/铝复合排,整体拉伸强度达98MPa,电阻率为0.021 6×10-6Ω.m.     

铜纳米材料的制备及应用研究进展

铜纳米材料因具有独特的性质,被广泛应用于抗磨自修复润滑剂、导电浆料、高效催化剂、抗菌剂等领域.本文综述了目前纳米铜及其复合材料的制备及应用研究进展.主要论述了制备纳米铜的化学方法,包括液相还原法、微乳液法、溶剂热法和其他方法.按照铜与无机物或有机物复合两大类,论述了铜纳米复合材料的制备方法及性能应用.讨论了铜纳米材料的摩擦学性能、抗菌性能、催化性能及光电性能.并对纳米铜及复合材料的制备和应用进行了总结与展望.     

B4C-TiB2-SiC复合陶瓷的SPS制备及组织性能研究

针对B₄C陶瓷烧结性能较差、成本较高的技术问题,提出了一种新型的B₄C基复合陶瓷的制备方法. 该方法以B₄C、Ti₃SiC₂及Si的混合粉作为初始粉体,通过放电等离子烧结技术（SPS）制备第二相（TiB₂+SiC）质量分数为30%的B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷,利用SPS特殊的烧结机制以及烧结过程中的原位放热反应,有效提升了B₄C陶瓷的烧结性能,降低了B₄C陶瓷的制造成本. 研究结果表明,在烧结温度为1650 °C,保温时间为5 min,烧结压力为50 MPa的条件下,制备得到了具有较高致密度（98.5%）的B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷. 随着烧结压力的增加,B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷的硬度逐渐增大,断裂韧性不断减小,而复合陶瓷的弯曲强度则呈现出先缓慢增加后迅速增大的变化趋势.      

纳米铜粉的制备及其对高氯酸铵热分解催化性能的研究

在溶液中采用还原法制备出粒度约20nm的晶态纳米铜粒子.采用研磨复合法制备出纳米铜与微米高氯酸铵的复合粒子.DTA用来研究纳米铜对高氯酸铵热分解催化性能.其结果表明:纳米铜粉能够使高氯酸铵低温和高温放热峰温度分别降低35.1℃和130.2℃,并且使高氯酸铵的表观分解热提高了172.7%,对高氯酸铵的热分解表现出良好的催化作用.同时,探讨了其催化机理.     

负载型铜、钴催化剂的室温固相合成及对邻二甲苯的深度催化氧化

采用低温固相法制备了系列负载型铜、钴以及铜钴复合催化剂,用于邻二甲苯的深度催化氧化,以邻二甲苯的分解率和二氧化碳产率综合评价催化剂的活性.考察了制备方法、活性组分及载体对催化剂活性的影响.采用XRD,BET,SEM,TPR等技术对催化剂进行表征,结果表明:室温固相法制备的催化剂,具有低结晶度、小晶体粒度和高比表面积等结构特点;铜钴复合催化剂的活性高于单-金属氧化物催化剂,载体对催化剂活性影响显著.