搜索
搜索
img
资讯中心
您所在的当前位置:
首页
>
>
>
《Ceramics International》:ZrSiO4含量对数字光处理制备SiO2基陶瓷性能的影响

《Ceramics International》:ZrSiO4含量对数字光处理制备SiO2基陶瓷性能的影响

  • 分类:行业动态
  • 发布时间:2023-02-15 15:51
  • 访问量:

【概要描述】

《Ceramics International》:ZrSiO4含量对数字光处理制备SiO2基陶瓷性能的影响

【概要描述】

  • 分类:行业动态
  • 发布时间:2023-02-15 15:51
  • 访问量:
详情

2022年12月13日,华中科技大学材料科学与工程学院吴甲民课题组在《Ceramics International》上发表题为Effects of ZrSiO4 content on properties of SiO2-based ceramics prepared by digital light processing的研究论文,报道了采用DLP技术制备的ZrSiO4增强SiO2基陶瓷在室温和高温条件下具有良好的性能,有望用于空心叶片铸造。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.11.128

  研究简介  

由于陶瓷型芯具有优异的化学稳定性和铸造后易去除的特点,被广泛应用于燃气涡轮发动机空心叶片的制备中。本文采用数字光处理(DLP)技术制备了增强SiO2基陶瓷。结果表明,由于ZrSiO4紫外光吸收率和折射率高,其加入降低了固化深度。ZrSiO4含量增加到15 wt%时,方石英石含量最大,径向收缩率最小,为1.4%。ZrSiO4晶粒可以抑制裂纹的扩展,提高室温抗弯强度。在1550℃时,SiO2晶粒的断裂使SiO2基陶瓷的高温弯曲强度有了很大的提高。当ZrSiO4含量达到15 wt%时,其室温和高温抗弯强度分别为11.5 MPa和36.7 MPa。因此,采用DLP技术制备的SiO2基陶瓷具有良好的室温和高温性能,有望用于空心叶片铸造。

  研究内容解读  

涡轮叶片作为燃气涡轮发动机的关键部件,需要承受高温气体的冲击。改进叶片冷却系统是保证叶片耐高温高压的有效途径。因此,随着燃气涡轮发动机工作温度的逐渐升高,叶片中空腔体结构变得更加复杂。目前空心叶片的制备主要采用熔模铸造技术,关键是制备陶瓷芯。陶瓷芯决定了空心叶片的尺寸精度和铸造合格率。SiO2基陶瓷具有烧结温度低、易去除等优点,是制备芯的理想材料。但传统的凝胶铸造、注射成型等工艺并没有摆脱模具的限制,导致难以制备结构复杂的陶瓷芯。
本文采用DLP技术制备了ZrSiO4增强SiO2基陶瓷。通过调整ZrSiO4的含量,改善了SiO2基陶瓷的性能。重点研究了ZrSiO4含量对显微组织、相组成、SiO2基陶瓷的抗弯强度的影响,并研究了SiO2基陶瓷在1550℃时的微观结构和弯曲强度分析。
本文采用DLP技术制备了ZrSiO4增强SiO2基陶瓷。由于ZrSiO4的加入使UV光吸收率和折射率较高,固化深度降低,导致绿体层间连接不良。ZrSiO4含量为15 wt%的sio2基陶瓷中方石英含量最高,有利于提高室温抗弯强度。随着ZrSiO4含量从5 wt%增加到20 wt%,收缩率先减小后增大,表观孔隙率先增大后减小。ZrSiO4含量为15 wt%时,径向收缩率最小,为1.4%,接近传统方法制备的SiO2基陶瓷。ZrSiO4晶粒可以抑制裂纹的扩展,提高室温抗弯强度。在1550℃时,SiO2基陶瓷的断裂模式为跨SiO2晶粒断裂,导致高温弯曲强度大幅提高。ZrSiO4添加量为15 wt%的SiO2基陶瓷,室温和高温下的抗弯强度均有所提高,分别达到11.5 MPa和36.7 MPa。

图1 (a) SiO2粉末和(b) ZrSiO4粉末的粒径分布和SEM图像(插图)。

图2 DLP法制备sio2基陶瓷工艺流程图。

图13 (a)测试抗折强度的试样模型和(b)烧结试样照片。

——END——

奇遇科技团队专注于陶瓷3D打印研发工作,开发可用于高精度陶瓷3D打印的“陶瓷材料+打印设备+烧结工艺”全面解决方案,开放式打印软件支持使用者根据科研需求进行个性化设计,助力陶瓷3D打印相关领域的开创性研究。

关键词:

扫二维码用手机看

更多资讯

奇遇科技
可进行留言
可进行留言

版权所有 2021 深圳奇遇科技有限公司  粤ICP备16050384号   网站建设:中企动力 深圳