Yaratıcılık: Keramik çekirdeklerin sınırsız olanaklarını keşfedin

Seramik çekirdek

Seramik çekirdeğin işlevi, bıçakın içine bir soğutma kanalı oluşturmak olduğundan, performansı ve kalitesi boş bıçakın kalitesini doğrudan etkiler. Seramik çekirdek aşağıdaki gereklilikleri karşılamalıdır: ① iyi kimyasal kararlılık ve termal kararlılığa sahip olmalıdır; (2) Doğrusal genleşme katsayısı küçük olması gerekir ki döküm sürecinde düşük deformasyon sağlanabilsin; ③ Uygun poroziteye sahip olmalı, dökümden kolayca çıkarılabilir [38⇓-40]. Şu anda, gelişmiş ülkeler seramik çekirdek gelişturma teknolojisinin gizli bir konu olarak ele alır ve uluslararası pazar yabancı şirketler tarafından kontrol edilmektedir. Seramik çekirdek üzerine yapılan araştırmada bazı başarılar elde ettik.

1 Silis tabanlı seramik çekirdek

Kuyruk camı gibi ana malzeme olan silika tabanlı keramik çekirdek en yaygın kullanılanıdır [41]. Silikon oksit tabanlı keramik çekirdeğin ateşleme sıcaklığı genellikle 1 100 ~ 1 250∘∘C'dir ve hizmet sıcaklığı yaklaşık 1 550 ∘∘C'dir. Silikon tabanlı keramik çekirdeklerin toplam özelliklerine etki eden matris tozu parçacık boyutu, sinterleme süreci ve katkı maddelerini inceledik, poroz silika keramik çekirdeklerinin özelliklerine etki eden sinterleme sıcaklığı ve parçacık boyutu dağılımını araştırdık ve farklı sinterleme sıcaklıklarında odun sıcaklığında ve yüksek sıcaklıklarda keramik çekirdeklerin dayanımının değişim yasalarını öğrendik. Şekilden görülebileceği gibi, sinterleme sıcaklığı 1 200 ∘∘C olduğunda, silikon oksit keramik çekirdeğin toplam performansı en iyisidir. Keramik çekirdeğin performansındaki değişimin temel nedenlerinden biri keramik çekirdeğin porozitesine etki eden parçacık boyutu dağılımıdır ve toz çekirdeğin eşit dağılımı en iyi toplam performansı sağlar. Buna dayanarak, keramik çekirdeğin mekanik özelliklerini geliştirmek için vakum koşulları altında silikon rezmü keramik çekirdeğe sızmaya yönelik bir yöntem önerilmiştir.

Bileşik mineralizör

Tek bir mineralizörün eklenmesinin yanı sıra, silika tabanlı keramik çekirdeklerin performansı üzerinde birden fazla mineralizörün sinerji etkilerini incelemek amacıyla, zirkonyum silikat-mullit lifi ekleyerek bileşik silika tabanlı keramik çekirdekler hazırladık. Mullit lifinin keramik çekirdeklerin mekanik özellikleri ve yüksek sıcaklık özellikleri üzerindeki etkileri araştırıldı. Sonuçlar göstermektedir ki, mullit lifi oranının artmasıyla beraber, keramik çekirdeğin doğrusal büzülmesi belirgin şekilde azalır ve porozite derecesi gradually artar. Mullit lifinin kütlesi oranı %1 olduğunda, sadece zirkonyum silikat mineralizör içeren keramik çekirdeğe kıyasla, oda sıcaklığında ve simüle edilen döküm sıcaklığında keramik çekirdeğin bükme dayanımı önemli ölçüde artmaktadır. Bu, liflerin keramik matris içinde süreksiz olarak dağıldığı ve köprüleme rolü oynadığı, çatlak yayılmasını engellediği ve böylece keramik çekirdeğin bükme dayanımını artırdığı için olmaktadır.

Seramik çekirdek ve süperalaminin arayüz reaksiyonu

Gelişmiş ağır işlevli gaz türbinlerinin turbin pencereleri için, süperalloy erime noktası ve pencere boyutundaki artış, tek kristal pencereler hazırlanırken yüksek dökme sıcaklığına ve uzun katılaşma süresine neden olur [49], bu da süperaloy/keramik çekirdek/çift arayüzündeki reaksiyon eğilimini daha belirgin hale getirir ve süperaloy pencerelerinin performansını ciddi şekilde etkiler. Bu sorunu daha iyi anlamak amacıyla, doğrultulu katılaşmadaki silikon oksit keramik çekirdeği ile nickel tabanlı tek kristal süperaloy CMSX-4'ün arayüz reaksiyonunu inceledik. Sonuçlar, süperaloy/silikon oksit keramik çekirdeği arayüzünde sürekli bir alümina tabakası ve süreksiz zenginleşmiş karbid tabakasının oluştuğunu göstermektedir. Buna dayanarak, nickel-tabanlı tek kristal süperaloy ve silikon oksit keramik çekirdeği arasındaki arayüz reaksiyonunun meydana gelme mekanizmasını analiz ettik (Şekil 17'yi görün), bu da keramik çekirdeğin bileşimini ve özelliklerini optimize etmek için bir temel sağlar.