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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