撒砂层尼龙-氧化铝混杂纤维质量比对硅溶胶型壳性能的影响

摘要：

为优化高温合金精密铸造陶瓷型壳性能,采用"溶剂法"在刚玉砂中均匀掺入 0.75wt%混杂纤维,制备不同质量比的短切尼龙纤维(Nsf)和氧化铝纤维(Asf)改性硅溶胶型壳.基于SEM观察型壳断口组织形貌,分析纤维分布及裂纹生长特征,揭示纤维和基体烧结演变及强化机制.结果表明,撒砂层引入纤维进一步提升了纤维在型壳内体积占比,型壳性能显著改善.柔性Nsf缠绕于刚玉砂粒表面,通过纤维拔出摩擦耗散载荷能量,同时Nsf烧失后形成原位孔隙增加透气性,故Nsf∶Asf为 4∶1时型壳最佳湿强度、透气性、开气孔率分别为 5.08 MPa、4.4、20.82%.此外,煅烧型壳基体易因脱水干燥萌生微裂纹,但裂纹扩展至Asf表面时发生分叉、偏转、增殖,证实立体互锁Asf网络结构减少连续裂纹产生,并抑制陶瓷颗粒剥离的沿晶断裂倾向.因此,Asf有效补偿Nsf烧失引起的强度损失,Nsf∶Asf为 2∶3的样品烧结强度高达 10.51 MPa,高温自重变形率仅0.82%.

关键词：混杂纤维、陶瓷型壳、精密铸造、纤维增强、高温合金

所属期刊栏目：40

分类号：V25;TG242;TB332(航空用材料)

在线出版日期：2023-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3449-3458