[发明专利]一种大尺寸MAX相陶瓷叶轮制备方法

权利要求书

1.一种大尺寸MAX相陶瓷叶轮制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)采用燃烧合成法制备MAX相微粉；

(2)将单体、交联剂、分散剂、消泡剂加入到去离子水中，配置成预混液；

(3)将步骤(1)所述MAX相微粉加入到步骤(2)所述预混液中，球磨混匀，得注模浆料；

(4)将步骤(3)所述注模浆料置于真空环境，脱除浆料中夹杂的气泡；

(5)将引发剂、阻聚剂、催化剂加入步骤(4)所述脱除气泡后的浆料中，搅拌均匀；

(6)将步骤(5)所述浆料在真空环境下浇注进叶轮模具里，并维持负压直至浆料沸腾，排出夹杂气泡，气泡排出后，将模具从真空环境取出，等待浆料聚合固化；

(7)步骤6所述夹杂气泡排出后，将注模完成后模具从真空环境中取出，等待浆料聚合固化；

(8)步骤(7)所述浆料聚合固化结束后，脱除模具，得叶轮湿坯；

(9)将步骤(8)所述叶轮湿坯置于干燥液中，直至叶轮湿坯与干燥液湿度相同、不再脱水失重；

(10)将步骤(9)所述叶轮湿坯置于控湿控温干燥箱中，直至叶轮湿坯湿度为零、不再脱水失重，得叶轮生坯；

(11)将步骤(10)所述叶轮生坯进行机械加工，微调生坯尺寸和形状；

(12)将步骤(11)所述机加工后的叶轮生坯置于真空脱胶炉，脱除生坯内所含有机成分；

(13)将步骤(12)所述脱胶后叶轮生坯置于烧结炉内，完成叶轮生坯烧结，得MAX相陶瓷叶轮；所述烧结温度1300～1800℃，恒温时间0.5～10h；升温速率2～20℃/min，烧结气氛为高纯氩气和富A气氛，所述富A气氛中的“A”为MAX相陶瓷的中间元素，为元素Al、Si、P、S、Zn、Ga、Ge、As、Se、Cd、In、Sn、Sb、Ti、Pb、Bi中的一种或几种；Ti₃SiC陶瓷烧结气氛为高纯氩气和富Si气氛，Ti₃AlC₂陶瓷烧结气氛为高纯氩气和富Al气氛，Ti₃GeC₂陶瓷烧结气氛为高纯氩气和富Ge气氛；

(14)将步骤(13)所述MAX相陶瓷叶轮进行抛光精修，微调叶轮尺寸形状，得大尺寸MAX相陶瓷叶轮；

所述消泡剂为聚醚消泡剂W-71K，分析纯，占MAX相微粉粉料重量的0～10wt％；

步骤(5)所述催化剂为N,N,N,N-四甲基乙二胺TEMED，分析纯，占MAX相微粉粉料重量的0～0.5wt％；

所述阻聚剂为吩噻嗪和邻苯二酚，且二者占MAX相微粉粉料重量百分比分别为，0.01～0.05wt％和0.1～0.5wt％；

步骤(6)所述真空环境为室温下的饱和蒸气压，沸腾排气时间为0.5～60min；

步骤(12)所述真空脱胶真空度为0.1～1000Pa，升温速率0.1～5℃/min；脱胶温度300～700℃；恒温时间2～20h。

2.根据权利要求1所述的大尺寸MAX相陶瓷叶轮制备方法，其特征在于：

所述步骤(1)MAX相微粉平均粒径D₅₀为0.1～10μm，纯度大98.0wt％。

3.根据权利要求1所述的大尺寸MAX相陶瓷叶轮制备方法，其特征在于：步骤(2)所述单体为丙烯酰胺AM、N.N-二甲基丙烯酰胺DMAA、甲基丙烯酸羟乙酯HEMA、甲基丙烯酸甲酯MMA中的一种，均为分析纯，单体占MAX相微粉粉料重量的1～20wt％；

所述交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺MBAM，分析纯，占MAX相微粉粉料重量的0.1～2wt％；

所述分散剂为聚丙烯酸铵PAA-NH₄和四甲基氢氧化铵TMAH组成的复合分散剂，PAA-NH₄与TMAH的重量比为1:0～0.8，复合分散剂占MAX相微粉粉料重量的0.1～3wt％。