复合材料学报

作者：芦刚, 吴谦, 陈晓, 陈义斯, 文艳波, 严青松,

关键词：Al粉, Y₂O₃基陶瓷型芯, 烧结收缩率, 抗弯强度, 抗蠕变, 断裂行为,

为获得满足钛合金熔模精密铸造使用的高惰性陶瓷型芯，采用Y₂O₃作为骨料，引入Al粉作为矿化剂，基于热压注法制备陶瓷型芯。研究了Al粉含量对Y₂O₃基陶瓷型芯致密化特性、力学性能、微观结构及相组成的影响。结果表明：随Al粉含量增加，Y₂O₃基陶瓷型芯的烧结收缩率和高温挠度逐渐减小；Al粉氧化膨胀有利于抵御型芯的烧结收缩，基于Al粉的液相烧结协同Al-Y₂O₃的界面反应烧结和Al₂O₃-Y₂O₃扩散烧结机制，促进了型芯的致密化。Al粉与基体生成Al₂Y₄O₉晶体抑制了晶间细小Y₂O₃颗粒的二次烧结，提升了型芯的高温抗变形能力。引入少量Al粉，型芯中生成Al₂Y₄O₉和Y₂Al晶体并附着于基体颗粒表面，基于第二相强化晶间结合强度得到提升；加入2wt%Al粉时型芯获得最佳抗弯强度，约为34.38 MPa，相比纯钇基陶瓷型芯提升了49.15%，表现为穿晶断裂。但过量Al粉氧化产生的膨胀量扩大了骨料颗粒间距，一定程度上削弱了晶间结合强度，型芯出现沿晶脆性断裂的倾向，导致承载能力下降。

来源：2024年第8期

《复合材料学报》期刊编辑部

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