对高铝球石的要求及其在发动机上的使用趋势

　　耐磨结构高铝球石是高技术高铝球石应用的一个主要领域，传统的耐磨高铝球石多以氧化铝材料为主。本文对以工业级原料为主制得的氧化锆增韧氧化铝陶瓷耐磨部件进行了研究，用该技术制得的耐磨高铝球石具有产品性能好、生产成本低等特点，并能满足工业化生产要求。应用高效环保的水脱脂工艺成功制备类齿轮厚截面高铝球石，并由脱脂动力学理论预测不同长度标尺坯体中聚乙二醇(PEG)脱除率与时间之间的关系，标定不同长度标尺的坯体所需最短的水萃取脱脂时间。通过改变内孔型芯大小得到不同长度标尺的类齿状部件，并通过实测PEG脱除率对上述预测进行验证，二者表现出很好地吻合。经烧结后，材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到990MPa和13.1MPa·m1/2。陶瓷注射成型技术(ceramicinjectionmolding，CIM)是国际上发展和应用较快的一种高铝球石近净成型技术。可快速成型各种复杂形状的陶瓷零部件；成型出的产品具有极高的尺寸精度和表面光洁度；成型过程机械化程度高重复性好。因此，在日本、美国等发达国家这一技术已广泛应用于象涡轮转子等形状复杂高铝球石和光纤连接器陶瓷扦芯等高精度高铝球石的制造。所进行的研究工作是为形状复杂的陶瓷涡轮转子和静叶片的注射成型。偶联剂对Si_3N_4陶瓷粉吸附及对注射料流动性影响；Si_3N_4与有机载体混炼后的注射充摸过程分析。

　　当前陶瓷基复合材料在高温热机上的潜在应用情况。对高铝球石的要求及其在发动机上的使用趋势作了探讨，并就其目前最新工艺和制造方法作了探讨。对当前陶瓷发动机存在的问题进行分析，认为仍需要对复合材料的界面以及高温使用的纤维加强进行研究，并就高铝球石在将来的发展作了预测。仔细设计模具，并在研究了催化剂等对凝胶注模成型过程的影响以及脱模和干燥对成型坯体质量的影响的基础上，制备出了强度在24MPa以上、外观质量很好的复杂形状中空高铝球石。扫描电镜分析可知坯体的显微结构均匀，坯体比较致密，高聚物通过三维网络把陶瓷颗粒紧密地联结在了一起。注射成型和凝胶注模成型技术的优点，发明了陶瓷胶态注射成型技术，实现了水基非塑性浆料的注射成型，并研制了胶态注射成型机，实现了浆料先分储后混合，能连续化自动注射成型。结果表明:通过调节工艺中的各项参数和添加适当的助剂，可以实现陶瓷浆料的可控固化；加入应力缓释剂调节高分子网络结构，能有效降低坯体中的内应力，制备出大尺寸高铝球石；利用胶态注射成型技术与设备，不仅能实现规模化大批量生产，而且产品具有较高的可靠性，具有广阔的应用前景。

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