陶瓷型芯的制备与使用PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1陶瓷型芯的分类及发展 1

1.1.1陶瓷型芯的分类 2

1.1.2陶瓷型芯的应用 4

1.1.3陶瓷型芯的发展趋势 4

1.2陶瓷型芯的性能 7

1.2.1陶瓷型芯的性能及质量要求 7

1.2.2陶瓷型芯的力学性能 10

1.2.3陶瓷型芯的化学性能 12

1.2.4陶瓷型芯的热学性能 14

1.2.5陶瓷型芯的工艺性能及结构性能 16

1.3陶瓷型芯的组成 18

1.3.1陶瓷型芯的化学组成 18

1.3.2陶瓷型芯的矿物组成 19

1.4陶瓷型芯的显微结构 21

1.4.1晶相及晶界 22

1.4.2气孔及微裂纹 23

1.4.3氧化硅-硅酸锆陶瓷型芯的显微结构 24

1.5陶瓷型芯的工艺、结构与性能的关系 25

1.5.1陶瓷型芯外形结构设计及制备工艺与陶瓷型芯工程可靠性的关系 26

1.5.2材料选择、粉料粒度及烧结程度与陶瓷型芯结构、性能的关系 26

参考文献 29

第2章 陶瓷型芯材料的化学性能 31

2.1陶瓷型芯材料与高温合金及钛合金的界面冶金化学行为 31

2.1.1陶瓷型芯材料与超合金的界面冶金化学行为 32

2.1.2陶瓷型芯材料与定向共晶合金的界面冶金化学行为 39

2.1.3陶瓷型芯材料与钛合金的界面冶金化学行为 47

2.2陶瓷型芯材料的溶解性 51

2.2.1陶瓷型芯材料在水、弱酸水溶液及铵盐水溶液中的溶解 51

2.2.2陶瓷型芯材料在苛性碱溶液及碱熔体中的溶解 51

2.2.3陶瓷型芯材料在氟化物中的溶解 54

参考文献 56

第3章 陶瓷型芯的成型 58

3.1黏合剂 58

3.1.1硅酸乙酯水解液 59

3.1.2硅溶胶 59

3.1.3聚乙烯醇 62

3.1.4石蜡、微晶蜡及注射成型用其他材料 62

3.1.5硅树脂及其他传递模成型用黏合剂 65

3.1.6聚乙烯及其他挤塑成型用黏合剂 66

3.2陶瓷型芯的自由流动成型 67

3.2.1灌浆成型 67

3.2.2注浆成型 69

3.2.3凝胶注模成型 72

3.2.4流延成型 74

3.3陶瓷型芯的加压流动成型 77

3.3.1注射成型塑化剂的组成及常用材料 78

3.3.2注射成型对黏合剂的要求 79

3.3.3注射成型工艺要点 79

3.3.4蜡坯矫形 82

3.3.5注射成型的特点及缺陷分析 85

3.3.6水基注射成型 86

3.3.7注射冷冻成型 87

3.3.8传递模成型 89

3.3.9陶瓷型芯的修补与黏结 91

3.4陶瓷型芯的挤塑成型、干压成型和等静压成型 93

3.4.1挤塑成型 93

3.4.2干压成型 94

3.4.3等静压成型 95

3.5陶瓷型芯的无模成型 97

3.5.1固体无模成型 97

3.5.2整体型芯铸型的制备 99

3.6陶瓷型芯的有模-无模成型 101

3.6.1一体式陶瓷型芯的有模-无模成型 101

3.6.2借助型芯模具插件的一体式陶瓷型芯的成型 102

3.6.3一次性薄壁型芯模及一体式陶瓷型芯的制备 103

3.6.4整体型芯铸型成形模及整体型芯铸型的制备 104

参考文献 105

第4章 陶瓷型芯的烧结 108

4.1陶瓷型芯的烧结机理及烧结方法 108

4.1.1陶瓷型芯的烧结机理 108

4.1.2陶瓷型芯的烧结方法 109

4.2陶瓷型芯的烧结工艺 111

4.2.1分步烧结与一步烧结 111

4.2.2填料 112

4.2.3陶瓷型芯的装烧 113

4.2.4陶瓷型芯的脱蜡 115

4.2.5陶瓷型芯的烧结制度 117

4.2.6影响烧结的因素 120

4.2.7烧结变形的防止 122

4.3陶瓷型芯的近零收缩烧结 123

4.3.1添加收缩阻滞材料 124

4.3.2添加收缩补偿材料 125

4.3.3采用芯核预制工艺 126

4.4陶瓷型芯的烧结窑炉 127

4.4.1电阻发热元件 127

4.4.2钟罩窑与梭式窑 129

参考文献 130

第5章 硅基陶瓷型芯 132

5.1石英与方石英 134

5.1.1石英的结构 134

5.1.2石英的多晶转变 135

5.1.3方石英 136

5.2石英玻璃 139

5.2.1石英玻璃的结构 140

5.2.2石英玻璃的结构缺陷 141

5.2.3氧化物对石英玻璃结构的影响 143

5.2.4石英玻璃中的低共熔相 145

5.2.5石英玻璃的黏度 146

5.2.6石英玻璃的高温软化 149

5.2.7石英玻璃的化学稳定性 150

5.3石英玻璃的析晶 152

5.3.1石英玻璃的析晶机理 152

5.3.2影响石英玻璃析晶的因素 154

5.4石英玻璃粉的烧结 163

5.4.1石英玻璃粉的烧结过程及其不均匀烧结 163

5.4.2影响石英玻璃粉烧结的因素 166

5.5 DS型芯 171

5.5.1原材料及坯料组成 172

5.5.2 DS型芯的制备与使用工艺要点 173

5.5.3影响DS型芯性能的因素 174

5.6氧化硅-硅酸锆陶瓷型芯 179

5.6.1锆英砂含量对陶瓷型芯性能的影响 179

5.6.2陶瓷粉料组成对型芯高温性能的影响 185

5.6.3烧结工艺对陶瓷型芯相组成及性能的影响 188

5.7氧化硅-氧化铝陶瓷型芯 192

5.7.1氧化硅-氧化铝陶瓷型芯的组成及性能 193

5.7.2氧化铝对陶瓷型芯性能的影响 193

参考文献 196

第6章 铝基陶瓷型芯 199

6.1氧化铝原料 200

6.1.1氧化铝的结构 200

6.1.2工业氧化铝 201

6.1.3刚玉 202

6.2高温烧结铝基陶瓷型芯 205

6.2.1 β-氧化铝陶瓷型芯 205

6.2.2氧化镁-氧化铝陶瓷型芯 207

6.2.3氧化钇掺杂氧化铝陶瓷型芯 209

6.2.4钇铝石榴石-氧化铝陶瓷型芯 211

6.2.5氧化镧-氧化铝陶瓷型芯 213

6.2.6铝氧化结合氧化铝陶瓷型芯 214

6.3中温烧结铝基陶瓷型芯 215

6.3.1氧化铝-氧化硅陶瓷型芯 215

6.3.2 AC-1及AC-2氧化铝基陶瓷型芯 220

6.3.3氧化铝-纳米氧化硅陶瓷型芯 220

6.4气相还原烧结氧化铝陶瓷型芯 223

6.4.1气相还原烧结氧化铝陶瓷型芯的制备工艺 224

6.4.2气相还原烧结氧化铝陶瓷型芯的特性 228

参考文献 228

第7章 锆基、稀土基陶瓷型芯 230

7.1氧化锆陶瓷型芯 230

7.1.1氧化锆 230

7.1.2氧化锆陶瓷型芯的制备及其特性 232

7.2稀土金属氧化物陶瓷型芯 234

7.2.1氧化钇 234

7.2.2稀土金属氧化物陶瓷型芯的制备及其特性 235

7.3单斜稀土铝酸盐陶瓷型芯 237

7.3.1单斜稀土铝酸盐陶瓷型芯的制备 237

7.3.2单斜稀土铝酸盐陶瓷型芯的特性 239

7.4氧化铪-氧化钇陶瓷型芯 239

7.4.1型芯坯料的化学组成和粒度组成 239

7.4.2型芯坯体的相组成及对性能的影响 240

7.4.3氧化铪-氧化钇陶瓷型芯的特性 241

参考文献 241

第8章 镁基、钙基及其他陶瓷型芯 242

8.1氧化镁陶瓷型芯 242

8.1.1氧化镁的性能 242

8.1.2镁质陶瓷型芯原料 244

8.1.3氧化镁陶瓷型芯的制备 244

8.1.4氧化镁陶瓷型芯的特性 246

8.2氧化钙及其他钙基陶瓷型芯 247

8.2.1氧化钙的性能及其制备 247

8.2.2氧化钙陶瓷型芯的制备工艺及其特性 248

8.2.3磷酸钙陶瓷型芯 249

8.2.4三元氧化钙基陶瓷型芯 249

8.3氧化锌陶瓷型芯 250

8.3.1氧化锌陶瓷型芯的制备工艺 250

8.3.2氧化锌陶瓷型芯的特性 252

8.4硅酸锆陶瓷型芯 252

8.4.1锆砂 252

8.4.2硅酸锆陶瓷型芯的制备 254

8.5氮化硅陶瓷型芯 257

8.5.1氮化硅的性能及其合成 257

8.5.2氮化硅陶瓷型芯的制备及其特性 258

8.6氮化铝陶瓷型芯 259

8.6.1氮化铝的性能及其合成 259

8.6.2氮化铝陶瓷型芯的制备及其特性 260

8.7氮化钛陶瓷型芯 262

8.7.1氮化钛的性能及其合成 262

8.7.2氮化钛陶瓷型芯的制备及其特性 263

参考文献 264

第9章 盐基陶瓷型芯 266

9.1盐芯 266

9.1.1烧结盐芯 267

9.1.2树脂结合盐芯 268

9.1.3焦糖结合盐芯 269

9.1.4熔注成型盐芯 269

9.1.5盐芯的特性 270

9.2盐基陶瓷型芯 271

9.2.1盐基刚玉陶瓷型芯 271

9.2.2盐基非氧化物陶瓷型芯 272

9.2.3低熔点盐基陶瓷型芯 273

9.3无机盐结合陶瓷型芯 276

9.3.1无机盐结合刚玉陶瓷型芯 276

9.3.2无机盐结合硅酸锆陶瓷型芯 278

9.3.3无机盐结合硅酸钙陶瓷型芯 279

9.3.4磷酸氢钠结合氧化铝-硅酸锆陶瓷型芯 280

参考文献 281

第10章 复合陶瓷型芯 283

10.1增强式陶瓷型芯 283

10.1.1芯骨插入式增强陶瓷型芯 283

10.1.2芯骨包入式增强陶瓷型芯 286

10.2包覆式陶瓷型芯 288

10.2.1涂层式硅基陶瓷型芯 288

10.2.2氧化钇面层陶瓷型芯 291

10.3装配式陶瓷型芯 293

10.3.1组装式薄壁陶瓷型芯 293

10.3.2插接式陶瓷型芯 294

10.3.3两步成型陶瓷型芯 297

10.4陶瓷-耐熔金属型芯 300

10.4.1陶瓷-耐熔金属型芯的制备及其使用 300

10.4.2陶瓷-耐熔金属型芯的改进 302

10.4.3陶瓷-耐熔金属型芯的特点 303

参考文献 303

第11章 陶瓷型芯的加工 305

11.1陶瓷型芯的超声波加工 306

11.1.1超声波加工的原理及特点 306

11.1.2陶瓷型芯的超声波加工 307

11.1.3陶瓷型芯超声波加工的优点 308

11.2陶瓷型芯的激光加工 310

11.2.1激光加工的分类及其特点 310

11.2.2陶瓷型芯激光加工的分类 311

11.2.3激光加工陶瓷型芯 312

11.3陶瓷型芯的表面加工 315

11.3.1糙面对换热效果的影响 316

11.3.2型芯糙面加工的方法 318

11.3.3型芯表面镀金属膜 320

参考文献 321

第12章 陶瓷型芯的强化 322

12.1陶瓷型芯的高温强化 322

12.1.1硅基陶瓷型芯的高温强化 322

12.1.2铝基陶瓷型芯的高温强化 324

12.2陶瓷型芯的低温强化 327

12.2.1热固性树脂强化 327

12.2.2脂肪族化合物强化 329

12.2.3水溶性有机聚合物强化 330

参考文献 333

第13章 陶瓷型芯的定位及熔模铸造 335

13.1陶瓷型芯的定位 335

13.1.1陶瓷型芯的定位端及其连接方式 336

13.1.2芯撑的种类及其特性 336

13.2金属芯撑定位的方式 339

13.2.1接触-嵌入式芯撑定位 339

13.2.2二端嵌入式芯撑定位 341

13.2.3二端接触式芯撑定位 342

13.3陶瓷型芯的预处理及熔模的压制与组合 344

13.3.1陶瓷型芯的预处理 344

13.3.2熔模压制 345

13.3.3模组合成 349

13.4铸型制备及浇注 351

13.4.1铸型制备 351

13.4.2浇注 353

13.4.3与使用陶瓷型芯有关的铸件缺陷 355

参考文献 355

第14章 陶瓷型芯的脱除及残芯检测 357

14.1陶瓷型芯的脱除方法 357

14.1.1化学脱芯 358

14.1.2物理-化学脱芯 360

14.2影响脱芯速率的因素 362

14.2.1型芯结构对脱芯速率的影响 363

14.2.2工艺参数对脱芯速率的影响 364

14.3强化脱芯及铸件腐蚀的防止 366

14.3.1型芯坯体结构的优化 366

14.3.2脱芯工艺条件的优化 370

14.3.3铸件腐蚀的防止 373

14.4残芯检测 375

14.4.1中子照相法 376

14.4.2 X射线照相法 376

14.4.3红外热图像法 378

参考文献 382