[發(fā)明專利]原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010434463.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111659855A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李飛;孫寶德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B22C9/22
• 分類(lèi)號(hào): B22C9/22;B22C9/04;B22C9/12;B22C3/00;B22C1/18;B22C1/10;B22C1/02
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法，其特征在于，將葉片蠟?zāi)Ｄ＝M浸入到面層涂料中，使面層涂料均勻地涂掛在蠟?zāi)１砻妫缓髮?duì)蠟?zāi)Ｄ＝M進(jìn)行淋砂、干燥，完成面層的制備；再將葉片蠟?zāi)Ｄ＝M進(jìn)行背層涂料的涂掛，然后對(duì)熔模模組進(jìn)行淋砂、干燥，重復(fù)此過(guò)程若干次，達(dá)到所需的陶瓷型殼厚度后，完成背層的制備；再采用背層涂料進(jìn)行封漿，并進(jìn)行干燥，完成封漿層的制備；最后將陶瓷型殼進(jìn)行脫蠟和高溫焙燒處理即得；

所述的面層涂料，包括：作為粘結(jié)劑的氧化釔溶膠、作為面層耐火填料的電熔氧化釔陶瓷粉以及輔料；

所述的背層涂料，包括：作為粘結(jié)劑的堿性硅溶膠、作為耐火填料的電熔剛玉粉、作為填料的氫氧化鋁和木質(zhì)素纖維、作為莫來(lái)石化促進(jìn)劑的AlF₃以及輔料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法，其特征是，所述的高溫焙燒是指：將干燥好的陶瓷型殼置于高壓蒸汽脫蠟釜中進(jìn)行脫蠟，之后在大氣中焙燒2h，空冷至室溫即得。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法，其特征是，所述的面層涂料中粘結(jié)劑在面層涂料中的比例為20-30wt.％；陶瓷粉體的比例為69.6-79.6wt.％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法，其特征是，所述的面層涂料中的輔料包括潤(rùn)濕劑、消泡劑，其重量比例為1:1，總和占面層涂料中的比例為0.4wt.％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法，其特征是，所述的背層涂料中粘結(jié)劑在背層涂料中的比例為20-30wt.％；電熔剛玉粉為46.8-76.8wt.％，氫氧化鋁為1-10wt.％；木質(zhì)素纖維1-10wt.％；莫來(lái)石化促進(jìn)劑為1-3wt.％；輔料為0.2wt.％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法，其特征是，所述的背層涂料中的輔料包括消泡劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法，其特征是，所述的面層涂料中氧化釔溶膠的pH值為3.5-4.5，氧化釔含量的重量百分比大于等于15％；

所述的面層涂料中電熔氧化釔粉的粒度為200-325目，氧化釔含量的重量百分比大于等于99％；

所述的面層涂料中電熔氧化釔砂的粒度為80-120目，氧化釔含量的重量百分比大于等于99％；

所述的背層涂料中硅溶膠的pH值為8-10，二氧化硅含量的重量百分比大于等于30％；

所述的背層涂料中電熔剛玉粉的粒度為200-325目，氧化鋁含量的重量百分比大于等于99％；

所述的背層涂料中氫氧化鋁的粒度為325-600目，氫氧化鋁含量的重量百分比大于等于99％；

所述的背層涂料中木質(zhì)素纖維為天然木材經(jīng)過(guò)化學(xué)處理、機(jī)械法加工得到的有機(jī)絮狀纖維物質(zhì)，長(zhǎng)度為100-500μm；

所述的背層涂料中氟化鋁為分析純無(wú)水氟化鋁；

所述的背層涂料中電熔剛玉粉的砂的粒度為46目和36目，氧化鋁含量的重量百分比大于等于99％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位生成莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的NbSi合金定向凝固用陶瓷型殼制備方法，其特征是，在高溫焙燒前進(jìn)行面層涂料涂掛、淋砂以及重復(fù)背層涂料涂掛、淋砂過(guò)程若干次，直至達(dá)到所需的型殼厚度，其中：背層第一次淋砂采用的電熔剛玉砂的粒度為46目；后續(xù)次淋砂采用的電熔剛玉砂的粒度為36目。

9.一種基于權(quán)利要求1～8中任一所述方法制備得到的陶瓷型殼，其特征在于，濕坯的抗折強(qiáng)度為7.93-9.26MPa；經(jīng)1000℃焙燒2小時(shí)后的型殼在高溫下的抗折強(qiáng)度為6.59-8.34MPa；經(jīng)1000℃焙燒2小時(shí)后的型殼在高溫下的撓度為0.5-0.7mm；經(jīng)1500℃焙燒2小時(shí)后降至室溫的型殼的殘余抗折強(qiáng)度為3.24-4.12MPa；型殼經(jīng)1000℃焙燒2小時(shí)后的型殼的透氣性為26.98-29.44m⁴/N·min。