ความคิดสร้างสรรค์: สำรวจความเป็นไปได้ที่ไม่มีที่สิ้นสุดของแกนเซรามิก

แกนเซรามิก

หน้าที่ของแกนเซรามิกคือการสร้างช่องทางสำหรับการระบายความร้อนภายในใบมีด ดังนั้นประสิทธิภาพและความทนทานของแกนเซรามิกจึงส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของใบมีดที่เป็นโพรง แกนเซรามิกควรตอบสนองตามข้อกำหนดต่อไปนี้: ① มีเสถียรภาพทางเคมีและเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี; (2) สัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำเพื่อให้มั่นใจว่ามีการเปลี่ยนรูปน้อยในระหว่างกระบวนการเทหล่อ; ③ มีความพรุนเหมาะสม สามารถถอดออกจากรูปหล่อได้ง่าย [38⇓-40] ในปัจจุบัน ประเทศที่พัฒนาแล้วจะเก็บเทคโนโลยีการพัฒนาแกนเซรามิกไว้เป็นความลับอย่างมาก และตลาดโลกถูกผูกขาดโดยบริษัทต่างชาติ เราได้มีความก้าวหน้าบางประการในการศึกษาเกี่ยวกับแกนเซรามิก

1 แกนเซรามิกที่ใช้ซิลิคอนเป็นฐาน

แกนเซรามิกที่ทำจากซิลิกาเป็นหลัก โดยมีกระจกควอตซ์เป็นวัสดุหลัก ซึ่งถูกใช้งานอย่างแพร่หลายที่สุด [41] อุณหภูมิการเผาของแกนเซรามิกที่มีซิลิกาออกไซด์เป็นองค์ประกอบหลักมักจะอยู่ในช่วง 1,100 ~ 1,250∘∘C และอุณหภูมิในการใช้งานประมาณ 1,550 ∘∘C เราได้ศึกษาผลกระทบของขนาดอนุภาคของผงเมทริกซ์ กระบวนการเผา และสารเติมแต่งต่อสมบัติโดยรวมของแกนเซรามิกที่ทำจากซิลิกา นอกจากนี้ยังได้สำรวจผลกระทบของอุณหภูมิการเผาและการกระจายตัวของขนาดอนุภาคต่อสมบัติของแกนเซรามิกซิลิกาแบบรูพรุน และเข้าใจถึงกฎเกณฑ์ของการเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของแกนเซรามิกที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิสูงภายใต้อุณหภูมิการเผาที่แตกต่างกัน จากกราฟสามารถเห็นได้ว่า เมื่ออุณหภูมิการเผาอยู่ที่ 1,200 ∘∘C สมบัติโดยรวมของแกนเซรามิกซิลิกาออกไซด์จะดีที่สุด การกระจายตัวของขนาดอนุภาคส่งผลต่อความพรุนของแกนเซรามิก ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงสมบัติของแกนเซรามิก และแกนที่มีการกระจายตัวของผงอย่างสม่ำเสมอจะมีสมบัติโดยรวมที่ดีที่สุด จากข้อมูลนี้เราจึงเสนอวิธีการแทรกเรซินซิลิโคนลงในแกนเซรามิกที่ทำจากซิลิกาภายใต้สภาพสุญญากาศ เพื่อปรับปรุงสมบัติทางกลของมัน

ตัวแร่รวม

นอกจากการเพิ่มแร่แร่ตัวเดียวแล้ว เพื่อศึกษา的影响ของความร่วมมือระหว่างแร่แร่หลายชนิดต่อประสิทธิภาพของแกนเซรามิกที่ใช้ซิลิกาเป็นฐาน เราได้เตรียมแกนเซรามิกที่ใช้ซิลิกาเป็นฐานโดยการเพิ่มซิลิเกตซิรкон-เส้นใยมูลไลต์ ผลกระทบของเส้นใยมูลไลต์ต่อคุณสมบัติทางกลและคุณสมบัติที่อุณหภูมิสูงของแกนเซรามิกได้รับการศึกษา ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเมื่อปริมาณเส้นใยมูลไลต์เพิ่มขึ้น การหดตัวเชิงเส้นของแกนเซรามิกจะลดลงอย่างชัดเจน และความพรุนจะเพิ่มขึ้นทีละน้อย เมื่อส่วนแบ่งมวลของเส้นใยมูลไลต์อยู่ที่ 1% ความแข็งแรงในการโค้งของแกนเซรามิกที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิจำลองการเทจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเปรียบเทียบกับแกนเซรามิกที่มีเพียงซิลิเกตซิรคอนเป็นแร่แร่ เนื่องจากเส้นใยกระจายตัวอย่างไม่ต่อเนื่องในแมทริกซ์เซรามิกและทำหน้าที่เชื่อมโยงสะพาน ปิดกั้นเส้นทางการแพร่กระจายของรอยร้าว จึงปรับปรุงความแข็งแรงในการโค้งของแกนเซรามิก

ปฏิกิริยาระหว่างผิวของแกนเซรามิกและซุปเปอร์อัลลอย

สำหรับใบพัดเทอร์ไบน์ของเทอร์ไบน์ก๊าซที่มีขนาดหนักและล้ำสมัย การเพิ่มขึ้นของจุดหลอมเหลวของซุปเปอร์อัลลอยด์และความใหญ่ของใบพัด ส่งผลให้อุณหภูมิการหล่อสูงและเวลาการแข็งตัวนานในระหว่างกระบวนการเตรียมใบพัดแบบคริสตัลเดี่ยว [49] ซึ่งทำให้แนวโน้มของการเกิดปฏิกิริยาที่ผิวติดกันระหว่างซุปเปอร์อัลลอยด์/แกนเซรามิก/เปลือกชัดเจนขึ้น และส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของใบพัดซุปเปอร์อัลลอยด์ เพื่อทำความเข้าใจปัญหานี้มากขึ้น เราได้ศึกษาปฏิกิริยาที่ผิวติดกันของซุปเปอร์อัลลอยด์แบบคริสตัลเดี่ยวฐานนิกเกิล CMSX-4 ในระหว่างกระบวนการแข็งตัวตามทิศทางพร้อมกับแกนเซรามิกออกไซด์ซิลิคอน ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่ามีการก่อตัวของชั้นอะลูมินาที่ต่อเนื่องและชั้นคาร์ไบด์ที่ไม่ต่อเนื่องบริเวณผิวติดกันระหว่างซุปเปอร์อัลลอยด์กับแกนเซรามิกออกไซด์ซิลิคอน จากพื้นฐานนี้ เราได้วิเคราะห์กลไกการก่อตัวของปฏิกิริยาที่ผิวติดกันระหว่างซุปเปอร์อัลลอยด์แบบคริสตัลเดี่ยวฐานนิกเกิลกับแกนเซรามิกออกไซด์ซิลิคอน (ดูรูปที่ 17) ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการปรับปรุงองค์ประกอบและคุณสมบัติของแกนเซรามิก