창의성: 세라믹 코어의 무한한 가능성을 탐구하십시오

세라믹 코어

세라믹 코어의 기능은 날개 내부에 냉각 채널을 형성하는 것이며, 그 성능과 품질은 중공 날개의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 세라믹 코어는 다음 요구 사항을 충족해야 합니다: ① 양호한 화학적 안정성 및 열 안정성; (2) 선 팽창 계수가 작아 주조 과정에서 변형이 적도록 보장; ③ 적절한 공극률로 주조물에서 쉽게 제거 가능 [38⇓-40]. 현재까지 발달된 국가들은 세라믹 코어 개발 기술을 매우 기밀하게 취급하며 이를 외부에 공개하지 않으며, 국제 시장은 외국 회사들에 의해 독점되어 있습니다. 우리는 세라믹 코어 연구에서 일부 성과를 거두었습니다.

1 실리콘 기반 세라믹 코어

실리카 기반 세라믹 코어는 주요 재료로 석영 유리를 사용하며, 가장 널리 사용되는 [41]입니다. 실리콘 산화물 기반 세라믹 코어의 소결 온도는 일반적으로 1,100 ~ 1,250°C이며, 작동 온도는 약 1,550°C입니다. 우리는 실리콘 기반 세라믹 코어의 종합적 특성에 미치는 행렬 분말 입자 크기, 소결 공정 및 첨가제의 영향을 연구했으며, 다공성 실리카 세라믹 코어의 속성에 미치는 소결 온도와 입자 크기 분포의 영향을 탐구하고, 다양한 소결 온도에서 상온 및 고온에서의 세라믹 코어 강도 변화 법칙을 파악했습니다. 도표에서 볼 수 있듯이, 소결 온도가 1,200°C일 때 실리콘 산화물 세라믹 코어의 종합 성능이 최고입니다. 입자 크기 분포가 세라믹 코어의 공극률에 미치는 영향은 세라믹 코어 성능 변화의 주요 이유 중 하나이며, 분말 코어의 균일한 분포가 최고의 종합 성능을 보여줍니다. 이를 바탕으로 진공 상태에서 실리콘 수지가 실리카 기반 세라믹 코어에 침투하는 방법을 제안하여 그 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다.

복합 미네랄화제

단일 미네랄라이저를 추가한 것 외에도, 다수의 미네랄라이저 간 시너지 효과가 실리카 기반 세라믹 코어의 성능에 미치는 영향을 탐구하기 위해 지르코늄 실리케이트-뮬라이트 섬유를 첨가하여 복합 실리카 기반 세라믹 코어를 제조하였다. 또한 뮬라이트 섬유가 세라믹 코어의 기계적 특성 및 고온 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 결과에 따르면 뮬라이트 섬유 함량이 증가함에 따라 세라믹 코어의 선 수축률은 명확히 감소하고, 공극률은 점차적으로 증가한다. 뮬라이트 섬유의 질량 분율이 1%일 때, 실온과 시뮬레이션된 주입 온도에서의 세라믹 코어의 인장 강도는 지르코늄 실리케이트만을 미네랄라이저로 사용한 세라믹 코어와 비교하여 크게 향상되었다. 이는 섬유들이 세라믹 매트릭스 내에서 불연속적으로 분산되어 다리 역할을 하며, 균열 전파 경로를 차단하여 세라믹 코어의 인장 강도를 향상시키기 때문입니다.

세라믹 코어와 슈퍼합금의 계면 반응

고급 중형 가스 터빈의 터빈 날개에 대해, 초합금 용점과 날개 크기의 증가로 인해 단일結晶 날개를 제작하는 과정에서 높은 주입 온도와 긴 응고 시간이 발생하게 되며 [49], 이는 초합금/세라믹 코어/쉘의 경계면에서의 반응 경향을 더욱 두드러지게 하여 초합금 날개의 성능에 심각한 영향을 미칩니다. 이 문제를 더 깊이 이해하기 위해 우리는 규산화물 세라믹 코어를 사용하여 방향성 응고 중 니켈 기단결정 초합금 CMSX-4의 경계면 반응을 연구했습니다. 연구 결과, 초합금/규산화물 세라믹 코어의 경계면에서 연속적인 산화알루미늄층과 비연속적인 탄화물 부유층이 형성됨을 확인할 수 있었습니다. 이에 기반하여 니켈 기단결정 초합금과 규산화물 세라믹 코어 간의 경계면 반응 형성 메커니즘을 분석했으며 (그림 17 참조), 이는 세라믹 코어의 조성 및 특성을 최적화하기 위한 근거를 제공합니다.