气氛烧结短切碳纤维增强硅基陶瓷型芯的致密化行为

作者：陈义斯; 芦刚; 严青松; 毛蒲; 占红星; 徐翩; 廖青春

来源：复合材料学报, 2022, 39(05): 2412-2420.

• 陶瓷型芯
• 短切碳纤维
• 致密化
• SiC
• 方石英
• 收缩率

为获得满足高温合金单晶叶片熔模精密铸造用高性能陶瓷型芯，本论文采用超声振动和机械搅拌将短切碳纤维(C_(sf))均匀分散在SiO_2基陶瓷浆料中，通过压注法制备型芯生坯并分别在空气和氮气中烧结。观察并分析升温过程中型芯的组织演变及物相转化规律，揭示两种气氛下C_(sf)增强型芯的烧结致密化行为。结果表明，立体互锁C_(sf)网络可以增加陶瓷颗粒之间传质距离，在提供碳源生成原位SiC晶体的同时影响方石英析晶，进而抑制高温下固相的扩散和迁移以及液相的黏性流动。在两种烧结气氛下，随C_(sf)含量的增加，硅基陶瓷型芯的气孔率逐渐上升，收缩率逐渐下降。当C_(sf)含量为1.5vol%时，空气和氮气气氛烧结试样获得的开气孔率最大值为42.95%、39.50%，而最低的收缩率分别为0.64%、0.48%，证实了C_(sf)及高熔点晶体对型芯烧结的致密化行为影响显著。

• 单位
  南昌航空大学; 轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室