陶瓷型芯,又稱陶瓷芯,是熔模鑄造工藝中常見的一種型芯,主要作用在于形成鑄件內腔結構,保證鑄件對空腔的尺寸精度要求。根據基體材料不同,陶瓷型芯可分為氧化硅基和氧化鋁基陶瓷型芯兩大類。其中氧化鋁陶瓷型芯是指以α-Al2O3粉體為基體材料,以莫來石、錯英粉等為礦化劑,兩者發生化學反應生成的陶瓷型芯產品。
氧化鋁陶瓷型芯生產方法多樣,主要包括凝膠注膜成型法、立體光刻成型法、灌漿成型法、熱壓注成型法、3D打印成型法等。其中立體光刻成型法是目前氧化鋁陶瓷型芯生產的主要方法,是指以陶瓷粉體與光固化樹脂為原料制成陶瓷漿料,再通過光聚合技術生成氧化鋁陶瓷型芯的過程。當前隨著氧化鋁陶瓷型芯研究不斷深入,其生產技術正不斷升級。
在航空發動機渦輪葉片制造場景中,氧化鋁陶瓷型芯可降低葉片的制造成本、可保證單晶空心葉片的尺寸精度和合格率、可形成復雜氣冷內腔結構從而改善渦輪葉片散熱能力,在高性能渦輪葉片制造領域有著較高優勢。當前在航空發動機朝大推重方向不斷發展背景下,航空發動機渦輪前溫度要求不斷升高,而氧化鋁陶瓷型芯作為提高渦輪前進口溫度的有效手段,其應用前景較為廣闊。
我國氧化鋁陶瓷型芯行業起步時間較晚,20世紀90年代后期才有相關鋁基陶瓷型芯研究出現,且受技術限制,行業發展速度較慢。目前氧化鋁陶瓷型芯行業發展還面臨著氧化鋁難以燒結、鋁基陶瓷型芯脫芯困難等技術困境,行業仍處于初期發展階段。
新思界
行業分析人士表示,氧化鋁陶瓷型芯是一類綜合性能優異的陶瓷型芯產品,其憑借著良好優勢已成為高性能航空發動機渦輪葉片生產所需關鍵材料,應用前景較為廣闊。但受技術限制,目前氧化鋁陶瓷型芯行業發展仍面臨諸多困境,未來相關企業與研究機構還需加大技術攻關力度,促進其行業發展速度不斷加快。