徐东阳， 李涤尘， 吴海华， 邢建东， 孙 博

(1.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安710049;2.西安交通大学 金属材料强度国家重点实验室，西安710049)

在空心涡轮叶片的定向凝固铸造过程中，陶瓷型芯要在1500～1650℃的高温金属液中保持一段时间，一般不少于30min，这就要求陶瓷型芯具备高温性能［1］。通常要求用于定向凝固及单晶叶片铸造的陶瓷型芯高温抗弯强度(1550℃)应不低于2～4MPa，高温挠度△H≤2mm［2］。然而陶瓷型芯高温性能往往不佳，如果直接用于涡轮叶片铸造，容易产生偏芯、漏芯等缺陷。为提高涡轮叶片的成品率，需采取适当的强化工艺提高陶瓷型芯的高温性能。

北京航空材料研究院利用CS-1强化液浸渍强化处理AC-1和AC-2氧化铝基型芯［3，4］，获得较好的效果;中国科学院金属研究所采用含有Si4+的强化液成功地强化了 Al2O3/SiO2纳米复合型芯［5］。其强化机理均是Si4+与氧化铝微粉反应生成莫来石强化相(3Al2O3·2SiO2)，形成高温互锁网络结构，从而改善陶瓷型芯高温性能［6，7］。

钇溶胶是一种含有氧化钇纳米颗粒的溶胶液，在真空加压条件下能够渗入陶瓷型芯内部，在高温下纳米氧化钇颗粒与α-Al2O3反应生成高温强化相钇铝石榴石(YAG，3Y2O3·5Al2O3)［8，9］，YAG是已知的抗蠕变性能最好的氧化物，同时与α-Al2O3热膨胀系数相近［10～12］。本研究选用钇溶胶为强化剂，应用真空压力浸渍工艺对氧化铝基陶瓷型芯进行强化处理，以改善氧化铝基陶瓷型芯的高温性能。

1 实验材料和方法

1.1 实验材料

选用粗、细两种电熔刚玉粉末为型芯基体材料，质量分数为99.32%，粒度分布由2604LC型马尔文粒度仪测定(见图1和图2)。……