[发明专利]一种改性氧化钆材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用作硅基陶瓷型芯示踪剂的改性氧化钆材料配方及改性氧化钆掺杂的硅基陶瓷型芯制备工艺，主要应用于定向或者单晶镍基高温合金空心涡轮叶片精密铸造领域。该材料由以下重量百分比的原料组成：氧化钆粉：石英玻璃粉为1：(1～3)，蒸馏水为氧化钆粉与石英玻璃粉总量的40～60％，柠檬酸铵为固含量的0.5～1％。本发明中通过添加改性氧化钆材料来改进含钆硅基陶瓷型芯的收缩率、高温挠度等，能够避免常规掺钆硅基型芯带来的浇注漏芯、内腔偏小、溃散性差等铸造问题，有效降低了空心叶片精密铸造的成本与周期，提高了空心涡轮叶片的铸造合格率。

技术领域

本发明属于氧化钆技术领域，尤其涉及一种改性氧化钆材料及其制备方法和应用，具体为一种用作硅基陶瓷型芯中子检测示踪剂的核壳结构改性氧化钆材料，具体涉及一种掺杂于硅基陶瓷型芯的核壳结构改性氧化钆材料，主要应用于镍基高温合金空心涡轮叶片精密铸造领域。

背景技术

镍基高温合金空心涡轮叶片是航空发动机和燃气轮机的核心部件。空心涡轮叶片的复杂内腔形状及内腔气冷通道主要依靠陶瓷型芯成型实现。随着航空涡轮发动机对高效、集成、减重和成本等指标追求的不断提高，涡轮叶片内腔的气冷通道、尺寸精度等要求也日趋复杂和严格。涡轮叶片内腔复杂程度的不断增加，导致陶瓷型芯脱芯难度逐渐加大，叶片盲腔的残芯难以被完全检出。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性氧化钆材料及其制备方法和应用，本发明提供的改性氧化钆材料用作硅基陶瓷型芯中子检测示踪剂，掺杂于硅基陶瓷型芯后保证陶瓷型芯的收缩率、挠度、溃散性能满足铸造使用要求，主要应用于需进行中子射线检测内腔残芯的复杂内腔结构空心涡轮叶片。

本发明提供了一种改性氧化钆材料，由包括以下原料的物料制备得到：

氧化钆、石英玻璃、水、柠檬酸铵。

优选的，所述氧化钆和石英玻璃的质量比为1：(1～3)；

所述水的质量为氧化钆和石英玻璃总质量的40～60％；

所述柠檬酸铵的质量为氧化钆和石英玻璃总质量的0.5～1％。

本发明提供了一种上述技术方案所述的改性氧化钆材料的制备方法，包括：

将氧化钆、水和柠檬酸铵进行第一混合，得到混合物；

将所述混合物和石英玻璃进行第二混合，得到浆料；

将所述浆料进行反应，得到改性氧化钆材料。

优选的，所述第一混合为球磨；

所述球磨的转速为300～500r/min；

所述球磨的时间为3～5h。

优选的，所述第二混合为球磨；

所述球磨的转速为300～500r/min；

所述球磨的时间为20～40min。

优选的，所述反应的温度为800～1000℃；所述反应的时间为0.5～1.5h。

优选的，所述反应后还包括：

将得到的反应产物破碎后过筛网；

所述筛网的目数为80～120目。

本发明提供了一种硅基陶瓷型芯材料，包括：上述技术方案所述的改性氧化钆材料，或上述技术方案所述的方法制备得到的改性氧化钆材料。

本发明提供了一种上述技术方案所述的硅基陶瓷型芯材料的制备方法，包括：

将陶瓷粉体和改性氧化钆材料进行第三混合，得到混合物；

将增塑剂和所述混合物进行第四混合，得到硅基陶瓷型芯材料。