Bujnost: Istražite beskonačne mogućnosti keramičkih jezgra

Keramička jezgra

Funkcija keramičelog jezgra jest formiranje hlađajuće cijevi unutar lopati, tako da njegova performanca i kvaliteta izravno utječu na kvalitetu praznine lopate. Keramički jezgru treba zadovoljiti sljedeće zahtjeve: ① dobra kemikalna stabilnost i toplinska stabilnost; (2) Mali linearni ekspanzijski koeficijent kako bi se osigurala niska deformacija tijekom izlaganja procesu; ③ Odgovarajuća poroznost, lako se uklanja s odlijevom [38⇓-40]. Trenutačno, razvijene zemlje smatraju tehnologiju razvoja keramičkog jezgra kao visoko povjerljivu i neotvorenu, a međunarodni tržište je bilo monopoizirano od strane inozemnih tvrtki. Postigli smo neke postignuće u istraživanju keramičkog jezgra.

1 Silicijski bazirani keramički jezgru

Jezgra od keramike temeljene na silici s kvarcnim staklom kao glavnim materijalom, najšireće upotrebljavana [41]. Temperatura otopljivanja keramičke jezgre temeljene na silicon oksidu obično je 1 100 ~ 1 250∘∘C, a radna temperatura iznosi oko 1 550 ∘∘C. Istražili smo utjecaje čestica matricnog prašnjika, sintezi procesa i dodataka na kompleksna svojstva keramičkih jezgri temeljenih na silikonu, istražili smo utjecaj temperature sinteze i distribucije veličine čestica na svojstva poroznih silicijskih keramičkih jezgri, te smo shvatili zakone promjene jačine keramičkih jezgri pri sobnoj i visokoj temperaturi pod različitim temperaturama sinteze. Kao što se vidi slike, kada je temperatura sinteze 1 200 ∘∘C, kompleksna performanse keramičke jezgre od silicon oksida su najbolje. Utjecaj distribucije veličine čestica na poroznost keramičke jezgre je jedan od glavnih razloga promjene performansi keramičke jezgre, a jednolika distribucija prašnjika ima najbolje kompleksne performanse. Na temelju toga, predložena je metoda prosijekanja silikonovog rekina u silicijsku keramičku jezgru u vakuumskim uvjetima kako bi se poboljšala njegova mehanička svojstva.

Složeni mineralizator

Osim dodavanja jednog mineralizatora, kako bismo istražili učinke sinergije između više mineralizatora na performanse keramičkih jezgra baziranih na kremniju, pripremili smo složena keramička jezgra bazirana na kremniju dodavanjem zirconskog silikata i mullitovog vlakna. Istraženi su utjecaji mullitovog vlakna na mehaničke svojstva i svojstva visoke temperature keramičkih jezgara. Rezultati pokazuju da s povećanjem sadržaja mullitovog vlakna, linearna umanjenost keramičkog jezgra očito opada, dok se poroznost postepeno povećava. Kada je maseni udio mullitovog vlakna 1%, otpornost na savijanje keramičkog jezgra pri sobnoj temperaturi i simuliranoj temperaturi lijeanja značajno se poboljšava u odnosu na keramičko jezgro s samo zircoskim silikatom kao mineralizatorom. To je zato što se vlakna nepravilno raspoređuju u keramičkoj matrici i imaju ulogu spajanja mostova, blokiranja staze širenja traganja, čime se time poboljšava otpornost na savijanje keramičkog jezgra.

Međureakcija keramičkog jezgra i superalije

Za lopatica turbine naprednih teških plinskih turbiina, povećanje točke taljenja superlegure i veličine lopatica dovodi do visoke temperature lijeanja i dugog vremena zatvrdavanja tijekom pripreme jednocratkastih lopatica [49], što čini da je reakcijska naklonost na sučelju superlegura/keramičko jezgro/ ljuska izraženija, a to ozbiljno utječe na performanse superlegurnih lopatica. Kako bismo bolje razumjeli ovaj problem, proučili smo sučeljsku reakciju nikl-bazne jednocratkaste superlegure CMSX-4 tijekom smjerovitog zatvrdavanja s keramičkim jezgom na bazi kisik娃 silicija. Rezultati pokazuju da se na sučelju superlegure/keramičkog jezgra na bazi kisika silicija formira neprekinuta sloja aluminijevog oksida i prekinuti sloj obogaćenih karbida. Na temelju ovoga, analizirali smo mehanizam formiranja sučeljske reakcije između jednocratkaste nikl-bazne superlegure i keramičkog jezgra na bazi kisika silicija (vidi Sliku 17), što pruža temelj za optimizaciju sastava i svojstava keramičkog jezgra.