气氛烧结短切碳纤维增强硅基陶瓷型芯的致密化行为

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(Csf)均匀分散在SiO2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Csf增强型芯的烧结致密化行为.结果表明,立体互锁Csf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Csf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Csf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Csf及高熔点晶体对型芯烧结的致密化行为影响显著.