料能否在高温环境下稳定工作的关键,这三步一步都不能错。
他走到三号乾燥柜前,拉开柜门时,一股乾燥的惰性气体扑面而来。
柜内整齐码放着密封的试剂瓶,标签上清晰标注着「SiC纤维(直径10微米,长度5毫米)」、「A10粉末(纯度99.9%)」、「Zr02改性剂」等字样。
SiC是纳米碳化矽,具备超强的热导性。
A|0是高纯氧化铝,它的特点是耐热、耐磨和耐腐蚀。
Zr02则是一种高级耐火材料。
陈延森取出$iC纤维和氧化物纤维的试剂瓶,放在电子天平旁,按照推演得出的比例,精准称取了25克$iC纤维和5克氧化物纤维,倒入高速混料机的料筒中。
「增强纤维的混杂比例,决定了一级围岩换热带的抗拉伸性能,SC纤维负责提升强度,氧化物纤维增强耐高温性,但误差不能超过0.1克。」
他的思路很清晰,随後在混料机的操作面板上设定参数:转速每分钟300,混合时间20分钟,加入氩气保护,避免纤维在高速搅拌过程中被氧化。
顷刻间,混料机运转的低沉嗡鸣声响起,陈延森转过身,继续准备其他材料。
他将AI20粉末和SiC粉末按7比3的比例混合,又加入适量Zr02改性剂。
Z02的相变增韧效应,能有效强化基体的抗裂性能,这对长期承受热冲击的换热带至关重要。
紧接着,他往混合粉未中加入少量去离子水,搅拌成均匀的浆料,倒入真空练泥机中,排除浆料内部的气泡。
二十分钟後,增强纤维混合完毕。
陈延森打开混料机料筒,取出呈蓬松状的纤维混合物,小心翼翼地铺在模具底部,再将练好的陶瓷基体浆料缓慢倒入模具,用刮刀抹平表面。
接下来是界面层的制备,这是整个流程中最重要的环节。
他配制出了含有Y0的涂层浆料,采用浸渍涂覆的方式,将模具中的纤维预制体浸入浆料中,停留30秒後缓慢取出,确保每一根纤维表面都均匀覆盖了一层薄薄的界面层。
Y203也叫高纯度氧化钇,是一种稀土氧化物,同样拥有出色的高温质子传导性。
做完这一切,陈延森用雷射厚度测量仪反覆检测涂层厚度,对不符合要求的部位进行二次涂覆。
因为界面层必须控制在50到60m之间,太厚会降低纤维与基体的结合强度,太薄
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