בינה: חקר האפשרויות האינסופיות של ליבות קרמיים

ליבה קRMית

המשימה של ליבה הקירמית היא ליצור תעלת קירור בתוך הלהב, כך שהביצוע והאיכות ישפיעו ישירות על איכות הלהב הריק. על הליבה הקירמית לקיים את דרישות הבאות: ① יציבות כימית ותרמית טובה; (2) מקדם התפשטות ישר קטן כדי להבטיח עיוות נמוך במהלך תהליך ההטמעה; ③ פורוסיות מתאימה, מה שמאפשר להסיר אותה בקלות מהליבת המתכת [38⇓-40]. כיום, המדינות המפותחות מתייחסות לטכנולוגיית הפיתוח של הליבה הקירמית כאל מידע סודי וסגור, והשוק הבינלאומי נתון בבעלותם של חברות זרות. אנו השגנו מספר הישגים בחקר הליבה הקירמית.

1 ליבה קירמית מבוססת סיליקון

ליבה חרסיתית מבוססת סיליקה עם זכוכית קוארץ כחומר העיקרי, הנפוצה ביותר בשימוש [41]. טמפרטורת השרפה של ליבה חרסיתית מבוססת אוקסיד סיליקון היא בדרך כלל 1,100 ~ 1,250∘∘C, וטמפרטורת השימוש היא בערך 1,550 ∘∘C. בדקנו את השפעת גודל חלקיקי הפולימר הבסיס, תהליך הסינתזה וההוספות על התכונות הכלליות של ליבות חרסיות מבוססות סיליקון, חקרנו את השפעת טמפרטורת הסינתזה ותפלגות הגודל של החלקיקים על התכונות של ליבות חרסיות סיליקוניות פוריות, והבנו את חוקי השינוי של עוצמת הליבה החרסיתית בטמפרטורות נמוכות ובגבוהות בהשוואה לטמפרטורות שונות של הסינתזה. כפי שאפשר לראות מהאיור, כאשר טמפרטורת הסינתזה היא 1,200 ∘∘C, התכונות הכלליות של ליבה חרסיתית מבוססת אוקסיד סיליקון הן הטובות ביותר. השפעת התפלגות הגודל של החלקיקים על הפרוזוריות של הליבה החרסיתית היא אחת הסיבות העיקריות לשינוי בתכונות של הליבה החרסיתית, וההתפלגות האחידה של הפולימר הבסיס מספקת את התכונות הכלליות הטובות ביותר. על בסיס זה, הוצע שיטה להצמדה של רזין סיליקון לליבה חרסיתית מבוססת סיליקון תחת תנאים של וואקום כדי לשפר את התכונות המכניות שלה.

מינרליזר מורכב

בנוסף להוספת מינרליזור אחד, על מנת לחקור את ההשפעות של סינרגיות בין מינרליזורים מרובים על ביצועי ליבות קרמיקות מבוססות סיליק, הכנו ליבות קרמיקות מבוססות סיליק מורכבות על ידי הוספת סיבים סיליקט זירקוניום הוחקרו ההשפעות של סיבי מולליט על תכונות המכניות ואת תכונות הטמפרטורה הגבוהה של ליבות קרמיקה. התוצאות מראות שעם הגדלת תכולת סיבים מולליט, התכווצות הליניארית של הליבה הקרמית מצטמצמת באופן ברור, והפורות גדלה בהדרגה. כאשר חלקיק המסה של סיבי מולליט הוא 1%, עוצמת הכפייה של ליבת קרמיקה בטמפרטורת החדר וטמפרטורת השקעה מודלדת משתפרת באופן משמעותי בהשוואה לליבת קרמיקה עם רק סיליקט זירקוניום כמנרליזזר. הסיבה לכך היא שהסיבים מופצים באופן לא רציף במתיכת הקרמיקה וממלאים את תפקיד חיבור הגשר, חסימת נתיב התפשטות הסדק, ובכך שיפור כוח הכפייה של הליבה הקרמית.

תגובה בין-שכבתית של ליבה קרמית ועל-ליגטור

עבור חלקי הטורבינה של טורבינות גז כבדות מתקדמות, עליית נקודת התהודה של הסופר-אלוי וגדילת הגודל של החלקן גורמת לטמפרטורה גבוהה של נשפך ובידוד ארוך בזמן הכנת חלקי היחידה הבודדים [49], מה שגורם להגברה בהשפעת התגובה בין השכבות בפר-אלוי/ליבה קרמית/עטיפה, וזה משפיע בצורה חמורה על תכונותיהם של חלקי הסופר-אלוי. כדי להבין את הבעיה הזו בצורה טובה יותר, בחנו את התגובה הבין-שכבתית של אלוי יחיד בסיס ניקל CMSX-4 במהלך בידוד כיווני עם ליבה קרמית אוקסיד סיליקון. התוצאות מראות כי שכבה רציפה של אלומינה ושכבה לא רציפה של קרבידים מתגבשת נוצרת בשולי האלוי/ליבה קרמית אוקסיד סיליקון.此基础上, ניתחנו את מנגנון ההיווצרות של התגובה הבין-שכבתית בין אלוי יחיד בסיס ניקל לליבה הקרמית של אוקסיד הסיליקון (ראה ציור 17), מה שמספק בסיס לשיפור הרכב והתכונות של הליבה הקרמית.