免费论文：陶瓷坩埚的凝胶注模成型及其与铌硅超高温合金的界面效率

铌硅超高温合金有后劲代替已到运用温度极限的镍基高温合金，变成将来宇航发效果超高温元件资料。然而铌硅超高温合金熔点高于1750℃，且含有Ti、Al、Y和Hf等高活性元素，大大控制了定向凝结用坩埚资料的采用，迄今为止尚未创造对其表露实足化学惰性的耐火资料。基于铌硅超高温合金在宇航航天范围的运用远景，以及在加工创造上面所面对的题目，正文经过热力学数据计划采用了Y2O3和ZrO2两种化学宁静性较好的陶瓷资料动作备选的定向凝结铌硅超高温合金用耐火资料；接洽了Y2O3和ZrO2陶瓷的凝胶注模成型本领和烧结工艺，决定了关系工艺参数，制备了Y2O3和ZrO2陶瓷元件；运用这两种陶瓷坩埚熔炼了铌硅超高温合金，计划了温度、保鲜功夫和合金因素对合金与陶瓷界面反馈的感化顺序，揭穿了铌硅超高温合金熔体与氧化学物理陶瓷耐火资料彼此效率的微观机理，提出Y2O3是一种符合于定向凝结铌硅超高温合金的耐火资料；结果在铌硅超高温合金与Y2O3界面反馈机理的普通上探究了遏制界面反馈的本领，胜利贬低了合金基体中的氧传染，为制备出优质的铌硅超高温合金元件打下普通。本文华用凝胶注模成型工艺制备了Y2O3和ZrO2陶瓷坩埚，在浆料中介入各物资的量辨别为：单体丙烯酰胺3.5wt%，交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺0.35 wt %，激励剂5wt%过硫酸铵溶液0.9vol%，催化剂N,N,N’,N’-四甲基乙二胺0.2vol%，分别剂聚丙烯酸铵0.8vol%，最好粘度为1Pa•s安排。凝胶反馈的温度为60℃，功夫为30min。陶瓷成品的排胶温度为200℃~600℃，烧结温度为1900℃。Y2O3陶瓷与含Hf元素的铌硅超高温合金在高温下会爆发微弱的界面化学反馈，在合金与陶瓷界面处天生一层贯串的HfO2反馈层，在合金基体中天生小批HfO2搀和物。不含Hf元素的铌硅超高温合金与Y2O3陶瓷未爆发鲜明的界面反馈，合金基体中的氧增量约为含Hf合金中的29%~32%。温度的飞腾和功夫的延迟会减少铌硅超高温合金与Y2O3陶瓷的界面反馈水平。温度每飞腾50℃，合金中氧含量约减少0.02 wt%~0.051wt%，功夫每减少10min，合金中氧含量约减少0.002wt%~0.02wt%。ZrO2耐火资料与铌硅超高温合金的界面效率顺序与Y2O3耐火资料一致，然而水平更为激烈，在合金因素、熔炼温度和熔炼功夫等成分沟通的前提下， ZrO2耐火资料熔炼的合金中氧增量是Y2O3耐火资料中的3.1~5.6倍。铌硅超高温合金与Y2O3的界面反馈机理为：Y2O3陶瓷在高温下爆发了微弱的领会，天生Y亚原子和O亚原子，O亚原子具备很强的化学活性，会开始和合金熔液中最绚烂的非金属爆发反馈，天生相映的氧化学物理。Nb-Si-Ti-Al-Cr-Hf合金中Hf最绚烂，O亚原子开始和Hf爆发反馈天生了HfO2反馈层。所以缩小合金中的Hf含量，能灵验缩小氧传染的重要水平。其余，在合金中增添更绚烂的Y元素，能使O开始和Y爆发反馈天生Y2O3，因为Y2O3的密度比铌硅超高温合金小，它会使搀和物浮在熔体外表，缩小了合金基体中的氧含量。增添0.15 at% Y的合金中氧增量比没有增添Y元素的合金缩小了42%。正文制备的Y2O3陶瓷坩埚仍旧胜利运用于铌硅超高温合金的定向凝结工艺中，可制备囊括Nb-Si-Ti-Cr-Al体制、Nb-Si-Ti-Cr-Al-Hf体制和Nb-Si-Ti-Cr-Al-Hf-Y体制等多种因素的合金，最高运用温度不妨到达1950℃，抽拉速率可在2 × 10–6 m•s–1到6 × 10–4 m•s–1范畴内变革。

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