浆料固相含量对数字光处理成形SiO2基陶瓷性能的影响

作者：于康博; 吴甲民^*; 郑雯; 陈双; 张洁; 刘珩; 文世峰; 闫春泽; 史玉升

来源：机械工程学报, 2023, 59(01): 259-266.

DOI：10.3901/JME.2023.01.259

• 氧化硅
• 陶瓷型芯
• 数字光处理
• 固相含量
• 抗弯强度

随着国内外航空航天事业的快速发展，硅基陶瓷型芯在制备发动机涡轮叶片中起到越来越重要的作用。本工作以氧化硅(SiO2)粉末和硅酸锆(ZrSiO4)粉末为原材料，通过数字光处理技术(Digital light processing, DLP)制备SiO2基陶瓷，主要研究了陶瓷浆料固相含量对DLP成形SiO2基陶瓷微观组织和性能的影响。随着陶瓷浆料固相含量(体积分数)从50%增加到65%,SiO2基陶瓷中由石英玻璃转变形成的方石英含量逐渐下降，烧结件的晶粒孔隙逐渐减少。DLP成形SiO2基陶瓷的径向收缩率由4.65%下降至1.61%，轴向收缩率由8.35%下降至4.17%；而SiO2基陶瓷的体积密度逐渐提高，气孔率逐渐减小，抗弯强度逐渐上升。最终确定陶瓷浆料的最佳固相含量为65%，此时SiO2基陶瓷的气孔率为25.4%，室温抗弯强度为9.3 MPa，满足硅基陶瓷型芯的性能要求。

• 单位
  材料成形与模具技术国家重点实验室; 华中科技大学