基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，本方法首先基于光固化3D打印技術(shù)制造渦輪葉片樹脂模具，使用非水基凝膠注模陶瓷漿料澆注葉片樹脂模具，經(jīng)過固化、熱解碳化等工藝得到多孔的碳預(yù)制件；采用原位反應(yīng)燒結(jié)技術(shù)，在1420～1700℃下，對碳預(yù)制件完成滲硅、排硅工藝，得到多孔的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片；最后通過化學(xué)氣相沉積/滲透的方法得到致密SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。該方法具有近凈成型、自由成型、復(fù)雜成型的特點，可以在較低的溫度下實現(xiàn)陶瓷零件的致密化的目的。
【專利說明】基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及屬于復(fù)合材料渦輪葉片制造領(lǐng)域，特別涉及一種SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的制造方法。
【技術(shù)背景】
[0002]目前，空心渦輪葉片采用的鎳基高溫合金使用溫度有限，且密度較高，制約了發(fā)動機(jī)性能的進(jìn)一步提升。而SiC陶瓷復(fù)合材料具有耐高溫、高比強、高比模和低密度等特點，可大大提高發(fā)動機(jī)的推重比與高溫性能，降低油耗，是未來發(fā)動機(jī)高溫部件制造的理想材料。反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷具有強度高、耐磨損、抗腐蝕、抗熱震、抗氧化的特殊屬性，成為航空、國防、能源等領(lǐng)域結(jié)構(gòu)應(yīng)用和耐磨材料應(yīng)用的新星。然而，反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷雖然成本低，操作簡單，產(chǎn)品高溫排硅后會留下大量孔隙無法得到填充，產(chǎn)品相對密度低，制約了產(chǎn)品常溫和高溫強度的進(jìn)一步提高，限制了反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷的廣泛應(yīng)用。因此尋找有效提高反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷零件致密度的方法，具有極強的實際意義。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，以解決上述技術(shù)問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，包括以下步驟:
[0006]I)利用光固化快速成型機(jī)制造渦輪葉片的樹脂模具；
[0007]2)在短碳纖維表面形成陶瓷界面層/涂層；
[0008]3)使用非水基凝膠注模工藝制備出漿料，在真空環(huán)境下，完成其對樹脂模具的澆注；
[0009]4)經(jīng)過預(yù)固化與完全交聯(lián)固化，得到陶瓷渦輪葉片素坯；在真空熱解爐內(nèi)，完成陶瓷渦輪葉片素坯內(nèi)高聚物的熱解碳化，得到孔隙結(jié)構(gòu)可控的多孔碳預(yù)制體；
[0010]5)在真空高溫?zé)Y(jié)爐中，將多孔碳預(yù)制體與硅?；旌显?420?1700°C完成硅-碳反應(yīng)與排硅工藝，得到多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片；
[0011]6)通過化學(xué)氣相滲透在多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的內(nèi)部與表面沉積碳化硅基體，進(jìn)行致密化，得到致密的Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。
[0012]優(yōu)選的，步驟2)中制備陶瓷界面層的方法為:以三氯甲基硅烷為氣源物質(zhì)，通過化學(xué)氣相沉積技術(shù)在長度0.5?2mm，直徑為1um的短碳纖維表面沉積一層厚度為3?5um的SiC陶瓷界面層。
[0013]優(yōu)選的，步驟2)中制備涂層的方法為:按照氮化硼:酚醛樹脂:乙二醇=20:30:50的質(zhì)量比配制浸漬漿料；并加入酚醛樹脂質(zhì)量8% -12%的催化劑-苯磺酰氯；然后將短碳纖維加入浸漬漿料中，超聲波分散30min，使得浸漬漿料完全粘附在碳纖維表面；浸漬后取出碳纖維放入50°C烘箱內(nèi)預(yù)固化，保溫3?6h后，再以5°C /h的升溫速率加熱至150°C，并保溫12h將其完全固化；再將固化后的短碳纖維在乙醇中超聲分散15?35min，取出后烘干；重復(fù)上述浸漬工藝I?2次，得到表面具有均勻而光滑的氮化硼/酚醛樹脂涂層的短碳纖維。
[0014]優(yōu)選的，步驟3)具體包括:按照具有陶瓷界面層/涂層的短碳纖維:酚醛樹脂:乙二醇:碳化硅微粉=10:40:30:20的體積比先將液態(tài)酚醛樹脂與乙二醇混合形成混合液，再將具有陶瓷界面層/涂層的短碳纖維均勻的分散混合液中，最后加入粒徑為20um的碳化硅微粉，混合得到非水基的陶瓷漿料；然后向陶瓷漿料中加入聚乙二醇作為分散劑，采用真空機(jī)械攪拌法分散短纖維，分散時間為30min ;其中作為分散劑的聚乙二醇為陶瓷漿料質(zhì)量的Iwt % ο
[0015]優(yōu)選的，步驟4)具體包括:將澆注后的陶瓷零件在50°C的干燥箱內(nèi)預(yù)固化，時間為3?6h，然后按照5°C /h的升溫速率升溫至150°C，保溫12h，使乙二醇揮發(fā)，酚醛樹脂完全交聯(lián)固化，得到陶瓷素坯；在真空熱解爐內(nèi)，完成渦輪葉片素坯內(nèi)高聚物的熱解碳化，得到孔隙結(jié)構(gòu)可控的多孔碳預(yù)制體，升溫工藝設(shè)定為:室溫?240°C，升溫速率5°C /min ;200 ?350°C，升溫速率 1°C /min ；350 ?350°C，保溫 0.5h ；350 ?600°C，升溫速率 3°C /min ；600 ?800°C，升溫速率 2°C /min ；800 ?800。。，保溫 Ih0
[0016]優(yōu)選的，步驟5)具體包括:在石墨i甘禍內(nèi)，將多孔碳預(yù)制體埋入粒徑3_的娃粒，然后將石墨坩禍放置在真空高溫?zé)Y(jié)爐中，開始抽真空，以10°c /min升溫速率從室溫加熱至1350°C，停止抽真空，繼續(xù)以10°C /min升溫速率升溫到1550°C，保溫0.5h，完成多孔碳與液硅反應(yīng)燒結(jié)；接著繼續(xù)以10°C /min升溫速率升溫到1700°C，利用氣化效應(yīng)排除游離硅，排硅時間設(shè)為2h，然后隨爐冷卻至室溫，得到多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。
[0017]優(yōu)選的，多孔碳預(yù)制體與硅粒的質(zhì)量比為1:2。
[0018]優(yōu)選的，步驟6)具體包括:在氣相沉積爐內(nèi)，以三氯甲基硅烷為氣源物質(zhì)，通過氣體擴(kuò)散進(jìn)行深孔沉積，在多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的內(nèi)部與表面先后沉積碳化硅基體，實現(xiàn)反應(yīng)燒結(jié)后的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的致密化；具體工藝為:沉積溫度1100?1300°C，氣氛壓力3kPa ;氬氣作為稀釋氣體，流量200?400ml/min ;H2氣為載氣，H2氣流量300ml/min ;三氯甲基硅烷的流量為30ml/min ;沉積時間100h。
[0019]本方法首先基于光固化快速成型技術(shù)制造渦輪葉片樹脂模具，使用非水基凝膠注模陶瓷漿料澆注葉片樹脂模具，經(jīng)過固化、熱解碳化等工藝得到多孔的碳預(yù)制件。采用原位反應(yīng)燒結(jié)技術(shù)，在1420?1700°C下，對碳預(yù)制件完成滲硅、排硅工藝，得到多孔的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片，采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)在反應(yīng)燒結(jié)后的SiC陶瓷零件孔隙內(nèi)部沉積SiC來提高致密度的方法，以此來提高反應(yīng)燒結(jié)后多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的相對密度和強度。該方法利用氣體擴(kuò)散來實現(xiàn)反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷零件內(nèi)部孔隙的沉積，其氣源物質(zhì)為甲基三氯硅烷(MTS)，以H2為載氣，在惰性氣體環(huán)境氛圍，溫度1100?1300°C，通過甲基三氯硅烷與氫氣反應(yīng)生成SiC，提高零件相對密度及強度。并且要得到性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理的SiC陶瓷零件，需要合理的調(diào)節(jié)CVI各項參數(shù)。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明制造的SiC陶瓷基復(fù)合材料航空發(fā)動機(jī)葉片，采用化學(xué)氣相沉積，在纖維表面生成一層厚度為3?5um表面均勻完整的SiC界面層，有效防止纖維與基體反應(yīng)，并提高了陶瓷基體的強度與韌性。
[0022]在反應(yīng)燒結(jié)后多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片排硅完成后，通過填充其內(nèi)部孔隙來改善其相對密度過低的事實，引入化學(xué)氣相滲透技術(shù)，在低壓高溫環(huán)境下在零件孔隙內(nèi)部反應(yīng)生成SiC，方法簡單，成本較低，能夠明顯提高其相對密度和強度。
【【具體實施方式】】
[0023]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0024]下面具體以燃?xì)廨啓C(jī)葉片的制備來進(jìn)行具體的說明。
[0025]實施例1
[0026]一種基于光固化3D打印技術(shù)的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的制造方法，包括以下步驟:
[0027]I)渦輪葉片模具的設(shè)計與制造
[0028]利用UG、ProE等CAD軟件作出渦輪葉片模具模型，并轉(zhuǎn)換為STL格式，利用光固化快速成型機(jī)制造出渦輪葉片樹脂模具；
[0029]2)碳纖維界面層的制備
[0030]通過化學(xué)氣相沉積在短碳纖維(長度0.5?2mm，直徑1um)表面形成陶瓷界面層，防止碳纖維受到后續(xù)工藝的破壞；具體為:以三氯甲基硅烷(MTS)為氣源物質(zhì)，通過化學(xué)氣相沉積技術(shù)在碳纖維表面沉積一層厚度為3?5um的SiC陶瓷界面層。
[0031]3)漿料制備與真空澆注
[0032]按照具有SiC陶瓷界面層的短碳纖維:酚醛樹脂:乙二醇:碳化硅微粉=10:40:30:20的體積比先將液態(tài)酚醛樹脂與乙二醇混合形成混合液，再將具有SiC界面層的短碳纖維均勻的分散混合液中，最后加入碳化硅微粉(粒徑為20um)，混合得到非水基的陶瓷漿料。然后向陶瓷漿料中加入聚乙二醇作為分散劑，為防止球磨攪拌損傷碳纖維，采用真空機(jī)械攪拌法分散短纖維，分散時間設(shè)定為30min。其中作為分散劑的聚乙二醇為陶瓷漿料質(zhì)量的 Iwt % ο
[0033]在真空注型機(jī)內(nèi)，向陶瓷漿料加入催化劑苯磺酰氯，含量為酚醛樹脂的8?12wt %。繼續(xù)真空機(jī)械攪拌，開啟振動臺，開始向禍輪葉片樹脂模具內(nèi)真空饒注陶瓷楽料。待其完成澆注，停止振動，完成渦輪葉片樹脂模具的澆注。
[0034]4)固化與熱解
[0035]將澆注后的陶瓷零件在50°C的干燥箱內(nèi)預(yù)固化，時間為3?6h，然后按照5°C /h的升溫速率升溫至150°C，保溫12h，使乙二醇揮發(fā)，酚醛樹脂完全交聯(lián)固化，得到陶瓷素坯。
[0036]在真空熱解爐內(nèi)，完成渦輪葉片素坯內(nèi)高聚物的熱解碳化，得到孔隙結(jié)構(gòu)可控的Cf/C多孔碳預(yù)制體。升溫工藝設(shè)定為:室溫?240°C，升溫速率5°C /min ；200?350°C，升溫速率 1°C /min ；350 ?350°C，保溫 0.5h ；350 ?600°C，升溫速率 3°C /min ；600 ?800°C，升溫速率20C /min ；800?800。。，保溫Ih0
[0037]5)液娃反應(yīng)恪滲
[0038]在石墨i甘禍內(nèi)，將多孔碳預(yù)制體埋入粒徑3mm的娃粒(多孔碳預(yù)制體與娃粒的質(zhì)量比1:2)，然后將石墨坩禍放置在真空高溫?zé)Y(jié)爐中，開始抽真空，以10°C /min升溫速率從室溫加熱至1350°C，停止抽真空，繼續(xù)以10°C /min升溫速率升溫到1550°C，保溫0.5h，完成多孔碳與液硅反應(yīng)燒結(jié)。接著繼續(xù)以10°C /min升溫速率升溫到1700°C，利用氣化效應(yīng)排除游離硅，排硅時間設(shè)為2h，然后隨爐冷卻至室溫，得到多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。
[0039]6)化學(xué)氣相沉積
[0040]在氣相沉積爐內(nèi)，以三氯甲基硅烷(MTS)為氣源物質(zhì)，通過氣體擴(kuò)散進(jìn)行深孔沉積，在多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的內(nèi)部與表面先后沉積碳化硅基體，實現(xiàn)反應(yīng)燒結(jié)后的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的致密化。最終得到密度為2.79-2.90g/cm3，高溫(13000C )抗彎強度為300MPa的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。
[0041]具體工藝為:沉積溫度1100?1300°C，氣氛壓力3kPa ;氬氣作為稀釋氣體，流量200?400ml/min ;H2氣為載氣，H2氣流量300ml/min ;三氯甲基硅烷的流量為30ml/min ;沉積時間10h。
[0042]實施例2
[0043]一種基于光固化3D打印技術(shù)的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片，包括以下步驟:
[0044]I)渦輪葉片模具的設(shè)計與制造
[0045]利用UG、ProE等CAD軟件作出渦輪葉片模具模型，并轉(zhuǎn)換為STL格式，利用光固化快速成型機(jī)制造渦輪葉片樹脂模具；
[0046]2)碳纖維界面層的制備
[0047]按照氮化硼:酚醛樹脂:乙二醇=20:30:50的質(zhì)量比配制浸漬漿料。并加入酚醛樹脂質(zhì)量8% -12%的催化劑-苯磺酰氯。然后將短碳纖維加入浸漬漿料中，超聲波分散30min，使得浸漬漿料完全粘附在碳纖維表面。浸漬后取出碳纖維放入50°C烘箱內(nèi)預(yù)固化，保溫3?6h后，再以5°C /h的升溫速率加熱至150°C，并保溫12h將其完全固化。再將固化后的短碳纖維在乙醇中超聲分散15?35min，取出后烘干。重復(fù)上述浸漬工藝I?2次，得到表面具有均勻而光滑的氮化硼/酚醛樹脂涂層的短碳纖維。
[0048]3)漿料制備與真空澆注
[0049]按照氮化硼/酚醛樹脂涂層的短碳纖維:酚醛樹脂:乙二醇:碳化硅微粉=10:40:30:20的體積比先將液態(tài)酚醛樹脂與乙二醇混合形成混合液，再將氮化硼/酚醛樹脂涂層的短碳纖維均勻的分散混合液中，最后加入碳化硅微粉(粒徑為20um)，混合得到非水基的陶瓷漿料。然后向陶瓷漿料中加入聚乙二醇作為分散劑，為防止球磨攪拌損傷碳纖維，采用真空機(jī)械攪拌法分散短纖維，分散時間設(shè)定為30min。其中作為分散劑的聚乙二醇為陶瓷楽料質(zhì)量的Iwt %。
[0050]在真空注型機(jī)內(nèi)，向陶瓷漿料加入催化劑苯磺酰氯，含量為酚醛樹脂的8?12wt %。繼續(xù)真空機(jī)械攪拌，開啟振動臺，開始向禍輪葉片樹脂模具內(nèi)真空饒注陶瓷楽料。待其完成澆注，停止振動，完成渦輪葉片樹脂模具的澆注。
[0051]4)固化與熱解
[0052]將澆注后的陶瓷零件在50°C的干燥箱內(nèi)預(yù)固化，時間為3?6h，然后按照5°C /h的升溫速率升溫至150°C，保溫12h，使乙二醇揮發(fā)，酚醛樹脂完全交聯(lián)固化，得到陶瓷素坯。
[0053]在真空熱解爐內(nèi)，完成渦輪葉片素坯內(nèi)高聚物的熱解碳化，得到孔隙結(jié)構(gòu)可控的多孔碳預(yù)制體。升溫工藝設(shè)定為:室溫?240°C，升溫速率5°C /min ；200?350°C，升溫速率 10C /min ；350 ?350°C，保溫 0.5h ；350 ?600°C，升溫速率 3°C /min ；600 ?800°C，升溫速率 20C /min ；800 ?800。。，保溫 Ih。
[0054]5)液娃反應(yīng)恪滲
[0055]在石墨i甘禍內(nèi)，將多孔碳預(yù)制體埋入粒徑3mm的娃粒(多孔碳預(yù)制體與娃粒的質(zhì)量比1:2)，然后將石墨坩禍放置在真空高溫?zé)Y(jié)爐中，開始抽真空，以10°C /min升溫速率從室溫加熱至1350°C，停止抽真空，繼續(xù)以10°C /min升溫速率升溫到1550°C，保溫0.5h，完成多孔碳與液硅反應(yīng)燒結(jié)。接著繼續(xù)以10°C /min升溫速率升溫到1700°C，利用氣化效應(yīng)排除游離硅，排硅時間設(shè)為2h，然后隨爐冷卻至室溫，得到多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。
[0056]6)化學(xué)氣相沉積
[0057]在氣相沉積爐內(nèi)，以三氯甲基硅烷(MTS)為氣源物質(zhì)，通過氣體擴(kuò)散進(jìn)行深孔沉積，在SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的內(nèi)部與表面先后沉積碳化硅基體，實現(xiàn)反應(yīng)燒結(jié)Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的致密化。最終得到密度為2.79-2.90g/cm3，高溫抗彎強度為300MPa的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。
[0058]具體工藝為:沉積溫度1100?1300°C，氣氛壓力3kPa ;氬氣作為稀釋氣體，流量200?400ml/min ;H2氣為載氣，H2氣流量300ml/min ;三氯甲基硅烷的流量為30ml/min ;沉積時間10h。
【權(quán)利要求】
1.基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)利用光固化快速成型機(jī)制造渦輪葉片的樹脂模具； 2)在短碳纖維表面形成陶瓷界面層/涂層； 3)使用非水基凝膠注模工藝制備出漿料，在真空環(huán)境下，完成其對樹脂模具的澆注； 4)經(jīng)過預(yù)固化與完全交聯(lián)固化，得到陶瓷渦輪葉片素坯；在真空熱解爐內(nèi)，完成陶瓷渦輪葉片素坯內(nèi)高聚物的熱解碳化，得到孔隙結(jié)構(gòu)可控的多孔碳預(yù)制體； 5)在真空高溫?zé)Y(jié)爐中，將多孔碳預(yù)制體與硅粒混合在1420?1700°C完成硅-碳反應(yīng)與排硅工藝，得到多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片； 6)通過化學(xué)氣相滲透在多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的內(nèi)部與表面沉積碳化硅基體，進(jìn)行致密化，得到致密的Cf/SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，其特征在于，步驟2)中制備陶瓷界面層的方法為:以三氯甲基硅烷為氣源物質(zhì)，通過化學(xué)氣相沉積技術(shù)在長度0.5?2mm，直徑為1um的短碳纖維表面沉積一層厚度為3?5um的SiC陶瓷界面層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，其特征在于，步驟2)中制備涂層的方法為:按照氮化硼:酚醛樹脂:乙二醇=20:30:50的質(zhì)量比配制浸漬漿料；并加入酚醛樹脂質(zhì)量8% -12%的催化劑-苯磺酰氯；然后將短碳纖維加入浸漬漿料中，超聲波分散30min，使得浸漬漿料完全粘附在碳纖維表面；浸漬后取出碳纖維放入50°C烘箱內(nèi)預(yù)固化，保溫3?6h后，再以5°C /h的升溫速率加熱至150°C，并保溫12h將其完全固化；再將固化后的短碳纖維在乙醇中超聲分散15?35min，取出后烘干；重復(fù)上述浸漬工藝I?2次，得到表面具有均勻而光滑的氮化硼/酚醛樹脂涂層的短碳纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，其特征在于，步驟3)具體包括:按照具有陶瓷界面層/涂層的短碳纖維:酚醛樹脂:乙二醇:碳化硅微粉=10:40:30:20的體積比先將液態(tài)酚醛樹脂與乙二醇混合形成混合液，再將具有陶瓷界面層/涂層的短碳纖維均勻的分散混合液中，最后加入粒徑為20um的碳化硅微粉，混合得到非水基的陶瓷漿料；然后向陶瓷漿料中加入聚乙二醇作為分散劑，采用真空機(jī)械攪拌法分散短纖維，分散時間為30min ;其中作為分散劑的聚乙二醇為陶瓷漿料質(zhì)量的Iwt % ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，其特征在于，步驟4)具體包括:將澆注后的陶瓷零件在50°C的干燥箱內(nèi)預(yù)固化，時間為3?6h，然后按照5°C /h的升溫速率升溫至150°C，保溫12h，使乙二醇揮發(fā)，酚醛樹脂完全交聯(lián)固化，得到陶瓷素坯；在真空熱解爐內(nèi)，完成渦輪葉片素坯內(nèi)高聚物的熱解碳化，得到孔隙結(jié)構(gòu)可控的多孔碳預(yù)制體，升溫工藝設(shè)定為:室溫?240°C，升溫速率5°C /min ；200?350°C，升溫速率 l°C/min ;350 ?350°C，保溫0.5h ;350 ?600°C，升溫速率3°C/min ;600 ?800°C，升溫速率 20C /min ；800 ?800。。，保溫 Ih。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，其特征在于，步驟5)具體包括:在石墨坩禍內(nèi)，將多孔碳預(yù)制體埋入粒徑3mm的硅粒，然后將石墨坩禍放置在真空高溫?zé)Y(jié)爐中，開始抽真空，以10°C /min升溫速率從室溫加熱至1350°C，停止抽真空，繼續(xù)以10°C /min升溫速率升溫到1550°C，保溫0.5h，完成多孔碳與液硅反應(yīng)燒結(jié)；接著繼續(xù)以10°C /min升溫速率升溫到1700°C，利用氣化效應(yīng)排除游離硅，排硅時間設(shè)為2h，然后隨爐冷卻至室溫，得到多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，其特征在于，多孔碳預(yù)制體與硅粒的質(zhì)量比為1:2。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光固化3D打印的SiC陶瓷基渦輪葉片的制造方法，其特征在于，步驟6)具體包括:在氣相沉積爐內(nèi)，以三氯甲基硅烷為氣源物質(zhì)，通過氣體擴(kuò)散進(jìn)行深孔沉積，在多孔SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的內(nèi)部與表面先后沉積碳化硅基體，實現(xiàn)反應(yīng)燒結(jié)后的SiC陶瓷基復(fù)合材料渦輪葉片的致密化；具體工藝為:沉積溫度1100?1300°C，氣氛壓力3kPa ;氬氣作為稀釋氣體，流量200?400ml/min ;H2氣為載氣，H2氣流量300ml/min ;三氯甲基娃燒的流量為30ml/min ;沉積時間100h。
【文檔編號】C04B38/00GK104496508SQ201410722422
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】魯中良, 曹繼偉, 白樹釗, 李滌塵, 盧秉恒 申請人:西安交通大學(xué)