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.     

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.     

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.     

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.     

用溶胶-凝胶法合成La1-xLixFeO3纳米晶

采用溶胶—凝胶法合成了纳米晶LaFeO3及掺杂Li的纳米晶La1-xLixFeO3光催化剂。用DTA,XRD和TEM方法对其结构进行了表征。实验结果表明：用溶胶—凝胶法制备的LaFeO3和Li-LaFeO3纳米晶都具有钙钛矿型的复合氧化物结构：同时焙烧温度对颗粒形貌和组成结构有影响,在700℃条件下焙烧2h形成的Li-LaFeO3颗粒比600℃条件下焙烧2h形成的Li-LaFeO3颗粒粒径要大,但粒径均属纳米级。     

复合SnO_2/TiO_2纳米颗粒的制备与性质研究

本文采用均匀沉淀法制备了复合SnO2/TiO2纳米颗粒,重点考察了水解温度、水解时间、焙烧温度等制备条件对复合纳米颗粒性质的影响;在优化条件下制得的复合SnO2/TiO2纳米颗粒,利用XRD等对其结构、粒子粒径、晶型等进行了表征;并以对-二甲苯为目标污染物考察了其光催化性能。实验结果表明,控制水解温度维持在80℃时,水解时间为4h,得到SnO2/TiO2纳米颗粒,并且复合SnO2/TiO2纳米颗粒随焙烧温度的增加,其粒子粒径长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变;同时复合SnO2/TiO2纳米颗粒的光催化性能随着焙烧温度的升高而降低。     

复合SnO2/TiO2纳米颗粒的制备与性质研究

本文采用均匀沉淀法制备了复合SnO2／TiO2纳米颗粒,重点考察了水解温度、水解时间、焙烧温度等制备条件对复合纳米颗粒性质的影响;在优化条件下制得的复合SnO2／TiO2纳米颗粒,利用XRD等对其结构、粒子粒径、晶型等进行了表征;并以对-二甲苯为目标污染物考察了其光催化性能。实验结果表明,控制水解温度维持在80℃时,水解时间为4h,得到SnO2／TiO2纳米颗粒,并且复合SnO2／TiO2纳米颗粒随焙烧温度的增加,其粒子粒径长大,晶型由锐钛矿向金红石型转变;同时复合SnO2／TiO2纳米颗粒的光催化性能随着焙烧温度的升高而降低。     

水泵铜叶轮陶瓷型芯的快速制造工艺

以水泵铜叶轮为研究对象,探索复合陶瓷型芯制备工艺.利用快速成型技术制备出树脂原型,通过陶瓷浆料配制、硅胶软模翻制,实现铜叶轮陶瓷型芯的快速制备.实验结果表明：制备的复合陶瓷型芯尺寸精度高,能满足使用要求,尤其适用于小批量、形状复杂的铸件.     

BaCe0．7Zr0．1Y0．2O3－δ的合成、电学性能和化学稳定性

采用溶胶凝胶法合成了质子导体BaCe0．7Zr0．1Y0．2O3－δ（BCZY71）纳米粉体,研究了干凝胶到最终钙钛矿结构的转变过程,BCZY71陶瓷块体的电学性能和化学稳定性能。DTA－TG、IR、XRD结果表明经过三个热失重过程可以得到钙钛矿结构的BCZY71样品,1100℃焙烧2h以后可以得到正交相的BCZY71纳米粉末,经过1450℃烧结5h可以得到BCZY71陶瓷块体,BCZY71陶瓷块体的导电行为符合Arrhenius方程,活化能为0．67eV。BCZY71陶瓷块体化学稳定性能显示在100％C02气氛800℃下焙烧2h晶体结构没有发生变化,但是在沸水中煮沸12h以后,大部分钙钛矿结构的BCZY71转变为BaCO3。     

夹层式压电换能器开路电压影响因素

为探明压电换能器开路电压随各影响因素的变化规律,从而为提高压电路面能量收集效果提供理论依据,采用压电陶瓷晶片PZT-5H及聚氨酯基板制备了夹层式压电换能器。通过室内振动加载试验,研究压电换能器开路电压在不同荷载水平、荷载频率、压电陶瓷晶片并联数量下的变化规律。在此基础上,制备了小尺寸压电路面结构模型,并通过移动加载试验分析面层类型和面层温度对埋置在结构内部的压电换能器开路电压的影响。结果表明:开路电压与荷载水平和荷载频率正相关,但开路电压增长速度随荷载水平和荷载频率的提高逐渐变缓,荷载水平直接影响压电陶瓷晶片应力大小,当施加荷载为5kN,加载频率为4Hz时,压电换能器开路电压稳定在9.44V;开路电压随压电换能器中压电陶瓷晶片并联个数增加而减小,压电陶瓷晶片个数增加,单个压电陶瓷晶片承受荷载变小,当并联个数由1个增加到3个时,开路电压下降了26.6%;不同类型的沥青混合料力学性能不同,AC-13面层下开路电压较AC-10和OGFC-13大,AC-13面层与压电换能器匹配效果较好;温度不仅影响沥青混合料的结构性能还影响压电陶瓷晶片工作性能,温度升高,沥青混合料结构性能变差,压电陶瓷晶片工作性能降低,开路电压降低。     

助烧剂CuAlO2掺杂(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷的微观形貌及介电性能研究

目的以偏铝酸亚铜(CuAlO_2简称CA)为助烧剂对铌酸钾钠陶瓷(KNN)进行烧结特性改善并研究掺杂陶瓷的微观结构及介电性能。方法采用传统固相法制备了不同含量CA助烧剂作为第二组元的掺杂铌酸钾钠陶瓷。结果 XRD结果表明烧结温度为1 085℃时KNN-xCA陶瓷样品具有正交相钙钛矿结构;SEM结果表明CuAlO_2助烧剂抑制KNN陶瓷晶粒生长,掺杂系数x=0.01时,KNN-xCA陶瓷晶粒均匀。在20~500℃温度范围内,掺杂系数x=0.01时,KNN-xCA样品的介电损耗较小(≤5%),介电常数较大(≥1 000),介电温度变化率较小,介电性能最佳。结论不同含量的偏铝酸亚铜(CuAlO2)掺杂改善了(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xCuAlO_2(KNN-xCA,x=0.005,0.010,0.015,0.020)陶瓷的烧结性能,微观形貌及介电性能。     

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,...     

冷烧并退火制备(Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅陶瓷及其结构与电学性能

采用冷烧并退火方法制备了(Bi_0.5Na_0.5)_0.94Ba_0.06TiO₃无铅陶瓷,探究了退火温度对陶瓷物相,显微组织,介电、铁电及压电性能的影响。结果表明：冷烧并退火所得陶瓷均呈纯钙钛矿结构,在180℃冷烧所得坯体的相对密度为71.8%。冷烧坯体经1 000～1 100℃退火所得陶瓷的相对密度为81.7%～97.1%,平均晶粒尺寸为600～800 nm,介电弥散因子为1.85～1.96。在1 025、1 050、1 075和1 100℃退火陶瓷的退极化温度分别为130、137、135和123℃;在1 075℃退火陶瓷具有最大的饱和极化强度和剩余极化强度,分别为60.9μC/cm²和51.8μC/cm²。与常规固相法烧结的(Bi_0.5Na_0.5)_0.94Ba_0.06TiO₃陶瓷的击穿场强(<75 kV/cm)相比,冷烧...     

烧结方法对Ni-MF/Al_2O_3复相陶瓷力学性能及微观结构影响

采用裸烧和石墨埋烧两种烧结方法制备Ni-MF/Al2O3复合材料,研究不同质量的镍(Ni)颗粒对莫来石纤维(MF)增强氧化铝陶瓷复合材料的结构和力学性能影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析复合材料的化合物组分以及Ni掺杂后韧性增加的原理。结果表明:选用石墨埋烧法,当复合材料中加入w(Ni)=15%时,其抗弯强度达731.67 MPa,断裂韧性达9.32 MPa.m1/2,相对密度为96.8%。石墨埋烧试样的抗弯强度、断裂韧性和相对密度优于裸烧的试样;随着Ni质量分数的增加,试样的抗弯强度呈线性下降,断裂韧性呈线性增加,相对密度呈先升高后下降;Ni掺杂复合材料可实现韧性提高;Ni颗粒与MF纤维使复合材料的韧性得以改善。     

YAG陶瓷磨球注浆成型用浆料的流变性能研究

以高纯Al2O3和Y2O3粉体为原料,在浆料pH值为9．7,分散剂PAA-NHt体积分数为1．5％,固相体积分数为50％,球磨时间12h,增塑剂PEG体积分数为1．5％的优化工艺条件下制备出流动性好、分散均匀的Y2O3-Al2O3混合浆料,利用注浆成型制备YAG陶瓷球形生坯,在60℃干燥24h条件下,球坯相对密度可达50％以上,球坯圆度偏差仅0．5346％,陶瓷球坯颗粒分布均匀．以体积分数0．8％的SiO2为烧结助剂,在1650℃保温6h,采用液相法烧结获得了自磨损率仅5．68×10^-6／h的YAG新型陶瓷磨球,可用于高性能YAG陶瓷的制备．     

某机陶瓷型芯测具设计研究

根据定位、测量原理,研究和设计了一种新型式的检测叶片型芯的测具结构。由于该叶片型芯的曲率变化大、叶身长,定位的截面位置形式不同,叶片型芯的材质很脆、很滑。在该测具上要检测叶片陶瓷型芯的10个截面型面、榫头内型芯型面,而该测具X方向的定位点是由两叶片型芯截面的进气边两点定位,型面上有3点,其中叶型曲率变化大的截面型面上只有一点,这种情况测具的定位机构要注意它的稳定性;压紧机构要考虑操作方便、叶片与定位面贴合度要好。这样叶片型芯在测量中能得到稳定数据,满足工艺对叶片测量的需求。     

褐铁矿和菱铁矿悬浮磁化焙烧反应行为及非等温动力学

为实现褐铁矿资源的低碳开发利用,本研究提出以菱铁矿作为清洁还原剂用于褐铁矿的磁化焙烧。在菱铁矿用量40wt%、焙烧温度700°C、焙烧时间10 min的最佳悬浮磁化焙烧条件下,磁选可以获得铁精矿铁品位65.92wt%、铁回收率98.54wt%的良好指标。磁性分析表明,悬浮磁化焙烧实现了弱磁性铁矿物向强磁性铁矿物的转化,从而实现了通过弱磁选回收铁矿物。相变分析表明,在悬浮磁化焙烧过程中,褐铁矿首先脱水并转化为赤铁矿,然后菱铁矿分解生成磁铁矿和CO,其中CO将新形成的赤铁矿还原为磁铁矿。微观结构演化分析显示,新生磁铁矿颗粒疏松多孔,颗粒结构明显破坏,有利于后续磨矿。非等温动力学分析结果表明,褐铁矿和菱铁矿之间的主要反应符合二维扩散机制,表明反应过程主要受CO扩散控制。试验结果为使用菱铁矿作为悬浮磁化焙烧的清洁还原剂提供了理论依据。     

悬浮聚氯乙烯对增塑剂吸收的时温特性

测定了悬浮聚氯乙烯(S-PVC)树脂对增塑剂不同温度下的吸收量,采用扫描电镜表征了S-PVC不同增塑剂吸收条件下的结构形态.结果表明:S-PVC颗粒由多级粒子聚集而成,增塑剂主要通过各级粒子聚集体间的间隙沟槽进入PVC粒子内部完成润展与溶胀,S-PVC对增塑剂的吸收是具有时间和温度依赖性的四步吸收非定态过程.其吸收包括...     

红柱石加入量对氧化铝陶瓷性能的影响

为提高氧化铝陶瓷的力学性能和抗热震性,进行陶瓷型芯前期研究,在其中掺入不同量的红柱石粉,研究其体积密度、烧成收缩率、抗折强度和抗热震性及微观结构的变化情况.结果显示:1)红柱石加入质量分数为0～30％时,可有效促进烧结并形成莫来石网络,提高氧化铝陶瓷的抗折强度.2)红柱石的加入可以调整热膨胀适配、提高导热率、提高强度和形成稳定的莫来石网络,从而提高氧化铝陶瓷的抗热震性.3)红柱石加入质量分数为25％时,试样具有较好的力学性能和抗热震性.     

核壳结构纳米催化剂的制备及其低温催化氧化NO性能

选用醋酸锰作为成壳的前驱物质、纳米二氧化硅作为核材料,分别采用浸渍法、浸渍沉积法和层层自组装法制备SiO2/MnOx核壳结构催化剂,并探索所制核壳结构催化剂NO低温催化氧化活性,对3种方法所制催化剂进行TEM表征。此外,分别研究核壳结构催化剂制备过程中核材料SiO2焙烧温度、SiO2负载锰物质后的焙烧温度、焙烧时间和锰负载量(质量分数)4个因素对催化剂催化性能的影响。研究结果表明:层层自组装法可制备出核壳结构催化剂,SiO2球形颗粒表面形成了厚度均一、包裹完整、界面清晰的晶状物壳层,壳层厚度为6~15 nm;能量色散谱仪(EDS)结果显示壳层上包覆物质主要为MnOx晶粒。在SiO2焙烧温度为400℃,SiO2负载锰物质后的焙烧温度为400℃,焙烧时间为4 h,锰负载量为15%条件下制得的SiO2/MnOx核壳结构催化剂,在反应温度为150℃时,NO转化率可达38.3%(进口配气为0.05%NO和3%O2(体积分数),空速为30 000~35 000 h-1),已达到现阶段较成熟的负载型锰基催化剂在此温度区间的NO转化水平。