Sáng tạo: Khám phá vô số khả năng của lõi gốm

Lõi gốm

Chức năng của lõi gốm là tạo ra kênh làm mát bên trong lưỡi dao, vì vậy hiệu suất và chất lượng của nó直接影响 trực tiếp đến chất lượng của lưỡi dao rỗng. Lõi gốm cần đáp ứng các yêu cầu sau: ① độ ổn định hóa học và nhiệt tốt; (2) Hệ số giãn nở tuyến tính nhỏ để đảm bảo biến dạng thấp trong quá trình đổ kim loại; ③ Độ xốp phù hợp, dễ dàng loại bỏ khỏi chi tiết đúc [38⇓-40]. Hiện nay, các quốc gia phát triển coi công nghệ phát triển lõi gốm là bí mật cao không công khai, thị trường quốc tế đã bị các công ty nước ngoài độc quyền. Chúng tôi đã đạt được một số thành tựu trong nghiên cứu về lõi gốm.

1 Lõi gốm dựa trên silic

Lõi gốm dựa trên silica với thủy tinh thạch anh làm vật liệu chính, được sử dụng rộng rãi nhất [41]. Nhiệt độ nung của lõi gốm dựa trên oxit silic thường là 1 100 ~ 1 250∘∘C, và nhiệt độ hoạt động là khoảng 1 550 ∘∘C. Chúng tôi đã nghiên cứu tác động của kích thước hạt bột nền, quá trình nén và chất phụ gia đến các đặc tính tổng hợp của lõi gốm dựa trên silic, khám phá tác động của nhiệt độ nén và phân bố kích thước hạt đến các đặc tính của lõi gốm silic xốp, và nắm bắt các quy luật thay đổi về cường độ của lõi gốm ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao dưới các nhiệt độ nén khác nhau. Có thể thấy từ hình ảnh, khi nhiệt độ nén là 1 200 ∘∘C, hiệu suất tổng hợp của lõi gốm oxit silic là tốt nhất. Tác động của phân bố kích thước hạt đến độ xốp của lõi gốm là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự thay đổi về hiệu suất của lõi gốm, và phân bố đồng đều của lõi bột có hiệu suất tổng hợp tốt nhất. Dựa trên điều này, một phương pháp đưa nhựa silicone vào lõi gốm dựa trên silica trong điều kiện chân không đã được đề xuất để cải thiện các đặc tính cơ học của nó.

Khoáng hóa hợp chất

Ngoài việc thêm một chất khoáng hóa đơn lẻ, để khám phá tác động của sự cộng sinh giữa nhiều chất khoáng hóa đối với hiệu suất của lõi gốm dựa trên silica, chúng tôi đã chuẩn bị các lõi gốm composite dựa trên silica bằng cách thêm silicat zircon-một sợi mullit. Tác động của sợi mullit đến các đặc tính cơ học và đặc tính ở nhiệt độ cao của lõi gốm đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy rằng khi lượng sợi mullit tăng lên, sự co rút tuyến tính của lõi gốm giảm rõ rệt và độ xốp tăng dần. Khi tỷ lệ khối lượng của sợi mullit là 1%, cường độ uốn của lõi gốm ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ mô phỏng trong quá trình đổ kim loại được cải thiện đáng kể so với lõi gốm chỉ có silicat zircon làm chất khoáng hóa. Điều này là do các sợi được phân bố không liên tục trong ma trận gốm và đóng vai trò như cầu nối, ngăn chặn đường truyền lan của vết nứt, từ đó cải thiện cường độ uốn của lõi gốm.

Phản ứng tại giao diện giữa lõi gốm và hợp kim siêu bền

Đối với các cánh tua-bin của tua-bin khí công nghiệp nặng tiên tiến, việc tăng điểm nóng chảy của hợp kim siêu bền và kích thước cánh tua-bin dẫn đến nhiệt độ rót cao và thời gian kết tinh dài trong quá trình chế tạo các lưỡi dao đơn tinh thể [49], điều này làm cho xu hướng phản ứng tại giao diện giữa hợp kim siêu bền/gõt gốm/lớp vỏ trở nên nổi bật hơn, và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của các cánh tua-bin bằng hợp kim siêu bền. Để hiểu rõ hơn về vấn đề này, chúng tôi đã nghiên cứu phản ứng giao diện của hợp kim siêu bền đơn tinh thể nền niken CMSX-4 trong quá trình kết tinh theo chiều với lõi gốm oxit silic. Kết quả cho thấy rằng một lớp alumina liên tục và một lớp carbua giàu không liên tục được hình thành tại giao diện giữa hợp kim siêu bền và lõi gốm oxit silic. Dựa trên cơ sở này, chúng tôi đã phân tích cơ chế hình thành của phản ứng giao diện giữa hợp kim siêu bền đơn tinh thể nền niken và lõi gốm oxit silic (xem Hình 17), cung cấp cơ sở để tối ưu hóa thành phần và tính chất của lõi gốm.