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随着航空发动机叶片冷却技术的发展,陶瓷型芯的重要性日益突出。陶瓷型芯的性能直接影响着空心涡轮叶片的生产,而目前国内现有的陶瓷型芯在实际生产中常常由于综合性能较差而严重影响航空发动机的生产。本文通过对陶瓷型芯的原料粒度、配方、烧结温度等系列性能影响因素的研究,极大地改善了原有陶瓷型芯强度低、高温变形大等诸多性能缺陷,并研制出综合性能优良、完全可满足实际生产要求的石英玻璃基陶瓷型芯。本文的主要结论如下: (1) 揭示了最佳原料粒度范围及其分布特征。即石英玻璃最佳平均粒度范围为20-30μm,氧化铝最佳平均粒度范围为30-40μm。且双峰的粒度分布优于单峰粒度分布。所得陶芯室温强度达12MPa,高温强度为26MPa,1250℃挠度为17mm,1550℃挠度为39mm。 (2) 发现在现有SA型陶芯配方中加入少量Y2O3后,在1150℃烧结时就可以使陶芯室温强度提高近20%(14.2MPa),高温强度提高约30%(34MPa),1550℃挠度减小近50%(23mm),而开气孔率基本不变(32.5%)。 (3) 通过采用两种不同杂质含量的锆英粉添加剂,发现较高的杂质含量有助于提高陶芯高温强度。但是在1150℃烧结时其综合性能与原SA型陶芯基本相近。 (4) 提高烧结温度可提高陶芯的综合性能。当烧结温度由1150℃提高到1180℃时,SA型陶芯试样室温强度基本不变(13.6MPa),高温强度提高100%(60.5MPa),1250℃挠度减小50%(8mm)。SAY、SAZ型陶芯室温强度略有提高(15.5/16.6MPa),高温强度可提高40-60%(31.7/35.5MPa),1250℃挠度值几乎为0。