高温合金熔模精密铸造技术主要应用于航空、航天涡轮发动机关键热端部件的制备,如涡轮叶片、整体涡轮叶盘、导向器、机匣以及燃烧室等。然而实际生产过程中,合金熔体与陶瓷型壳/型芯在高温、高真空条件下长时间紧密接触,合金中的活性元素易与陶瓷型壳/型芯中的氧化物组元发生复杂的界面反应,致使铸件表面形成粘砂、麻点、气孔等缺陷,恶化铸件表面质量,影响铸件尺寸精度及后续加工,同时合金内部还会出现夹杂物,降低铸件力学性能,严重影响精铸件生产合格率。在此背景下,系统开展不同条件下高温合金与陶瓷铸型的界面反应实验,准确揭示高温合金与陶瓷铸型的界面反应特征及其规律,对于抑制或消除高温合金熔模精铸生产中界面反应具有重要的理论指导作用。本课题针对精铸生产中常用的氧化物组元,选取SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂坩埚及刚玉陶瓷型壳,采用真空感应熔炼与惰性气体保护相结合,系统开展不同熔炼温度和保温时间条件下DZ22B高温合金熔体与氧化物陶瓷材料的界面反应实验。综合采用高分辨扫描电子显微镜（HRSEM）、能谱分析仪（EDS）及X射线衍射仪（XRD）等多种分析手段,对比研究界面反应形貌、成分及物相结构的变化行为,在此基础上,结合定量的热力学计算,总结出不同条件下的界面反应形成规律,合理揭示其对精铸件表面粘砂等缺陷的影响行为。具体研究结果如下:（1）DZ22B高温合金与SiO₂陶瓷坩埚的界面反应及表面粘砂取决于实际的熔炼温度及保温时间。当保温时间15 min时,熔炼温度1400℃条件下铸件表面即发生界面反应,所形成反应层形貌为不连续分布状态。熔炼温度提高到1500℃时,界面反应层转变为连续分布状态。当熔炼温度达到1600℃,反应层厚度进一步增加。熔炼温度1600℃条件下,随保温时间延长（15 min、30 min、60 min）,界面反应层厚度不断增加（2.3μm、3.4μm、4.3μm）。成分分析结果表明该界面反应层主要为HfO₂相,即由高温合金中活性元素Hf与陶瓷坩埚中SiO₂发生明显的氧化还原反应所致。由于界面反应程度随保温时间增加而加强,铸件表面粘砂现象趋于严重,该粘砂物主要由界面反应产物HfO₂和坩埚材料SiO₂共同构成。（2）保温时间15 min时,DZ22B高温合金与Al₂O₃陶瓷坩埚的界面反应主要发生于1600℃,所形成的产物相为HfO₂,即由高温合金中活性元素Hf与陶瓷坩埚中Al₂O₃发生一定的氧化还原反应所致。随保温时间增加（15 min、45 min）,界面反应产物基本呈不连续状分布,且为HfO₂相的平均尺寸由1.3μm增加到2.6μm。相同保温时间15 min条件下,熔炼温度1400℃时,铸件表面未出现粘砂物。熔炼温度提高到1500℃时,铸件表面出现少量由坩埚材料Al₂O₃所构成的粘砂物。当熔炼温度升至1600℃,表面粘砂物分别由界面反应产物HfO₂和坩埚材料Al₂O₃构成。随保温时间增加到45 min,铸件表面粘砂现象更为严重,其中界面反应产物HfO₂和坩埚材料所占的区域均明显扩大。（3）在熔炼温度1600℃和保温时间45 min条件下,DZ22B高温合金与ZrO₂陶瓷坩埚发生微弱的界面反应,反应层HfO₂是由活性元素Hf与坩埚中的ZrO₂发生置换反应而形成,其中离散状的界面反应层平均尺寸仅为1.8μm。（4）由于精铸刚玉型壳主要由Al₂O₃粉和含有SiO₂组元的硅溶胶粘结剂组成,因此接触时间15 min时,DZ22B合金与Al₂O₃陶瓷型壳的界面反应随熔炼温度的提高而增强,其中1400℃时未出现界面反应,1500℃时发生微弱的界面反应,1600℃时界面反应加剧。由于模壳面层中孔隙毛细张力作用以及熔炼过程中金属液的重力作用及其对模壳的流动冲刷效应,导致型壳面层中形成物理渗透层。随着模壳面层处高温度梯度而引起的应力集中,共同促进粘砂现象发生。接触时间30 min,熔炼温度1500℃时合金表面出现10μm的面层脱落。1600℃时由于界面反应程度更强、物理侵入时间更长、型壳表面处温度梯度更高,粘砂现象最为严重,最终形成尺寸高达1 mm的面层粘砂物。（5）通过对比分析SiO₂坩埚、Al₂O₃坩埚、ZrO₂坩埚以及Al₂O₃陶瓷型壳的界面反应情况,并结合定量的热力学计算,四种陶瓷材料的热化学稳定性顺序依次为:SiO₂陶瓷坩埚<Al₂O₃基陶瓷型壳<Al₂O₃陶瓷坩埚<ZrO₂陶瓷坩埚。