Al_(2)O_(3)/TiO_(2)协同调控Y_(2)O_(3)基陶瓷型芯的制备及其化学相容性OA

Y_(2)O_(3)陶瓷型芯因其优异的化学相容性和高温稳定性,被视为钛合金熔模铸造中的关键组件。然而,由于烧结难度大,Y_(2)O_(3)陶瓷型芯存在高温性能不足的问题。为使Y_(2)O_(3)基型芯在钛合金铸造中具备更优异的机械强度和化学惰性,本工作在Y_(2)O_(3)基陶瓷型芯中引入了Al_(2)O_(3)/TiO_(2)复合矿化剂。由于Al_(2)O_(3)与Y_(2)O_(3)发生反应,生成具有更优高温性能的Al_(2)Y_(4)O_(9)(YAM)相,并形成一种虽结构疏松但机械性能优良的网络结构。TiO_(2)的加入促进了Al_(2)O_(3)与Y_(2)O_(3)之间的传质过程,形成稳定的网络结构,该结构能抑制Y_(2)O_(3)的烧结收缩,使陶瓷型芯获得足够的高温性能和孔隙率。当添加3%(质量分数)纳米Al_(2)O_(3)和0.5%TiO_(2)(样品A3T0.5)时,Y_(2)O_(3)复合型芯展现出优异的力学性能和化学相容性,高温抗弯强度为26.09 MPa,挠度为0.158 mm,开气孔率为37.1%。基于该Y_(2)O_(3)复合型芯浇注后的钛合金铸件内腔几乎没有界面反应,内腔表面粗糙度小于2μm。本工作在钛合金部件的制造中具有良好的应用前景。