CN107311668A - MgO‑BaZrO3复合型壳、应用及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MgO‑BaZrO3复合型壳、应用及其制备方法，采用BaZrO3为面层，MgO为背层材料制备MgO‑BaZrO3复合型壳，在精密铸造定向凝固工艺中使用，在高活性合金精密铸造及定向凝固过程中，型壳能经受的环境更加恶劣的考验，本发明复合型壳在强度、高温稳定性等方面性能优势明显，对于高温下具有较高化学活性的钛、锆等合金而言，本发明精密铸造及定向凝固用型壳还具备高的化学稳定性，能有效防止在定向凝固过程中型壳材料与合金熔体反应，本发明所提供的型壳与石墨、CaO、ZrO2、Al2O3等普通型壳相比，可以降低高活性合金与型壳材料的界面反应程度，铸件表面的光洁度高，具有重要的产业价值。

Description

MgO-BaZrO3复合型壳、应用及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐火材料、应用及其制备方法，特别是涉及一种型壳、应用及其制备方法，应用于高活性合金精密铸造及定向凝固技术领域。
背景技术
精密铸造及定向凝固工艺经过不断改进和完善，越来越成熟，因此被成功地应用于制造航空发动机和工业燃气轮机涡轮叶片等铸件。尤其是定向凝固用陶瓷型壳的工作过程决定了陶瓷型壳材料的工作条件十分苛刻。型壳需要在1500～1600℃的高温下工作。特别是定向凝固过程中型壳与高温合金熔液接触并保持完整的时间至少1h或更长。因此要获得优质型壳，型壳材料应满足以下要求：①型壳材料与高温合金液润湿性好，在长时间高温高真空条件下，金属液和型壳之间不产生明显的化学反应；②型壳具有足够的耐热温度、高温强度和高温抗蠕变性能，能抵御熔融金属的机械冲击和热冲击；③型壳具有优良而稳定的热物理性能，热膨胀系数低、导热性能满足要求；溃散性好，浇注后容易从铸件上清除。
对于钛、锆合金而言，由于合金熔体高的化学活性会与普通的型壳耐火材料发生反应，反应生成的夹杂物除了会对浇注合金的表面质量造成影响外，还会破坏柱状晶或单晶的生长，以至于浇注过后得不到我们想要的定向凝固组织。
MgO熔点为2800℃，属碱性耐火材料，经高温加热后可转变为稳定的立方晶体，莫氏硬度6度，20～1000℃的平均线膨胀系数为13.5×10-6/℃，100～1000℃的热导率为6.69W/m·K。氧化镁制品在氧化气氛中，可以使用到2200℃；在真空中，到1600～1700℃还有很好的性能。同时，氧化镁制品对很多金属熔液有很强的抗侵蚀能力。所以选择氧化镁作为型壳背层材料。BaZrO3是一个熔点高达2600℃的难熔化合物，热力学性质稳定，可作为高温固体电解质、高温结构陶瓷和耐火材料，具有良好的抗热震性，立方钙钛矿结构，密度为5.562g/cm3价格便宜。目前，国内外对BaZrO3作为耐火材料的研究已铺展开来，作为耐火材料已在某些熔炼中用作反应容器的原材料，例如，有研究报道，它是目前在熔炼高质量的单晶体钇钡铜氧超导材料中最稳定的坩埚材料，这种新型的耐火材料在用于钇钡铜氧超导材料时具有以下优点：熔炼后的单晶体中未含有来自坩埚的杂质元素，同时因坩埚侵蚀所带来的变化不再影响熔融的合金组成，这样可以克服坩埚材料与合金熔体反应而生成的生成物。且有报道称已将BaZrO3成功的应用于Ti6Al4V以及化学活性稍低的TiNi、TiFe合金的熔炼，但应用于高活性合金熔炼未见相关报道。
发明内容
为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种MgO-BaZrO3复合型壳、应用及其制备方法，本发明复合型壳的面层材料为BaZrO3，背层材料为氧化镁，本发明所提供的型壳与石墨、CaO、ZrO2、Al2O3等普通型壳相比，可以降低高活性合金在精密铸造及定向凝固过程中与型壳材料的界面反应程度，铸件表面的光洁度高，获得更理想的柱状晶或单晶定向凝固组织，适合在高活性合金精密铸造及定向凝固式样和单晶式样制备过程中的应用，具有重要的产业价值。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种MgO-BaZrO3复合型壳，采用BaZrO3作为型壳的面层材料，并采用MgO做为型壳的背层材料，主要由BaZrO3面层和MgO背层结合形成复合型壳。
作为本发明优选的技术方案，在BaZrO3面层中，BaZrO3的粒径为18-44μm。
作为本发明优选的技术方案，在MgO背层中，MgO的平均粒径为44μm。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，在BaZrO3面层和MgO背层之间还设有BaZrO3撒砂层，BaZrO3撒砂层采用的BaZrO3骨料的平均粒径为180μm；在MgO背层的外表面还结合一层MgO撒砂层，MgO撒砂层采用的MgO骨料的平均粒径为180μm。
一种本发明MgO-BaZrO3复合型壳的应用，应用于高活性合金的精密铸造及定向凝固工艺。本发明MgO-BaZrO3复合型壳优选作为熔炼钛合金或锆合金的坩埚壁。
一种本发明MgO-BaZrO3复合型壳的制备方法，包括如下步骤：
a.型壳面层浆料的配制：
以组分重量百分比进行计量，型壳的面层材料的涂料原料配方主要为：BaZrO3为95-65％，钇溶胶为5-35％；将涂料原料配制成BaZrO3浆液，作为原料的BaZrO3的粒径为18-44μm，BaZrO3浆液的具体制备过程为：首先将钇溶胶倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理；然后将BaZrO3粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌；在搅拌至少24h后控制粘度在27-52s之间，得到型壳面层浆料；作为本发明优选的技术方案，在型壳面层浆料中还添加型壳面层浆料总量0.1-0.5wt％的表面活性剂和型壳面层浆料总量0.1-0.5wt％的消泡剂，在进行型壳面层浆料的配制时，首先将钇溶胶倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理，再向浆料桶中加入表面活性剂；然后BaZrO3粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌，在BaZrO3粉体粉料加入完毕后，再向浆料桶中加入消泡剂；在进行搅拌后，再进行浆料粘度控制，得到型壳面层浆料；表面活性剂优选采用硬脂酸，消泡剂优选采用正丁醇；
b.型壳背层浆料的配制：
以组分重量百分比进行计量，型壳的背层涂料原料配方主要为：MgO为95-65％，硅溶胶为5-35％；将涂料原料配制成MgO浆液，MgO浆液采用MgO的平均粒径为44μm，MgO浆液的具体制备过程为：首先将硅溶胶倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理；然后将MgO粉体粉料逐步倒入浆料桶中继续进行搅拌；在搅拌至少24h后控制粘度在17-27s之间，得到型壳背层浆料；作为本发明优选的技术方案，在型壳背层浆料中还添加型壳背层浆料总量0.1-0.5wt％的表面活性剂和型壳背层浆料总量0.1-0.5wt％的消泡剂，在进行型壳背层浆料的配制时，首先将硅溶胶倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理，再向浆料桶中加入表面活性剂；然后将MgO粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌，在MgO粉体粉料加入完毕后，再向浆料桶中加入消泡剂；在进行搅拌后，再进行浆料粘度控制，得到型壳背层浆料；表面活性剂优选采用硬脂酸，消泡剂优选采用正丁醇；
c.型壳面层的制备：
首先将中温蜡压制成型壳所需形状，压制后放入清洗液中清洗以去除油污，随后用清水冲洗并晾干；在蜡型在浸入型壳面层浆料之前，先用粘度计测得型壳面层浆料粘度，当型壳面层浆料粘度在27-52s之间方可浸入蜡型；然后蜡型放入到在步骤a中制备的型壳面层浆料中，并将蜡型保持转动3-5s，再取出来对蜡型进行控浆，待多余型壳面层浆料流掉之后，用平均粒径为180μm的BaZrO3骨料粉体进行表面均匀撒砂，即形成型壳面层预制体；
d.型壳面层的干燥：
将在步骤c中涂挂好的型壳面层预制体置于温度不低于21℃的恒温室内，进行干燥，控制恒温室内湿度范围为65-75％，干燥时间不少于24h，使结合于蜡型上的型壳面层干燥固化；
e.型壳背层的制备：
在结合型壳面层的蜡型在浸入型壳背层浆料之前，先用粘度计测得型壳背层浆料粘度，当型壳背层浆料粘度在17-27s之间方可浸入结合型壳面层的蜡型；将蜡型放入到在步骤b中制备的型壳背层浆料中，并将结合型壳面层的蜡型保持转动3-5s，再将蜡型取出来，对型壳面层表面进行控浆，待多余型壳背层浆料流掉之后，用平均粒径为180μm的MgO骨料粉体进行表面均匀撒砂，即形成复合型壳预制体；
f.型壳背层的干燥：
将在步骤e中涂挂好的复合型壳预制体置于温度不低于21℃的恒温室内，进行干燥，控制恒温室内的湿度范围为40-50％，干燥时间不少于12h，使结合于BaZrO3撒砂层外部的型壳外层干燥固化，即得到MgO-BaZrO3复合型壳和蜡型的组合体；
g.型壳的脱蜡：
采用高压蒸汽脱蜡方法，控制脱蜡温度不低于180℃，控制脱蜡压力不低于7.2MPa，控制脱蜡时间不低于10min，完成对步骤f中制备的MgO-BaZrO3复合型壳和蜡型的组合体脱蜡处理过程，得到MgO-BaZrO3复合型壳素坯；
h.复合型壳的焙烧：
将在步骤g中制备的MgO-BaZrO3复合型壳素坯进行焙烧处理，首先控制焙烧温度不高于200℃，并至少保温1h进行低温焙烧；然后控制焙烧温度为不低于1400-1550℃，并至少保温4h进行高温焙烧；然后进行随炉冷却至室温，最终得到MgO-BaZrO3复合型壳成品。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明所提供的型壳与石墨、CaO、ZrO2、Al2O3等普通型壳相比，可以降低高活性合金在精密铸造及定向凝固过程中与型壳材料的界面反应程度，铸件表面的光洁度高，获得更理想的柱状晶或单晶定向凝固组织，适合在高活性合金精密铸造及定向凝固式样和单晶式样制备过程中的应用；
2.本发明采用BaZrO3为面层，MgO为背层材料制备用于高活性合金精密铸造及定向凝固的MgO-BaZrO3复合型壳，在精密铸造定向凝固工艺中使用，在高活性合金精密铸造及定向凝固过程中，型壳经受的环境更加恶劣的考验，本发明复合型壳在强度、高温稳定性等方面性能优势明显，对于高温下具有较高化学活性的钛、锆等合金而言，本发明精密铸造及定向凝固用型壳还具备高的化学稳定性，能有效防止在定向凝固过程中型壳材料与合金熔体反应，因而具有重要的产业价值。
附图说明
图1为本发明实施例一MgO-BaZrO3复合型壳与高活性金属的界面反应组织形貌图。
具体实施方式
本发明的优选实施例详述如下：
实施例一：
在本实施例中，一种MgO-BaZrO3复合型壳，采用BaZrO3作为型壳的面层材料，并采用MgO做为型壳的背层材料，主要由BaZrO3面层和MgO背层结合形成复合型壳。
一种本实施例MgO-BaZrO3复合型壳的制备方法，包括如下步骤：
a.型壳面层浆料的配制：
以组分重量百分比进行计量，型壳的面层材料的涂料原料配方为：BaZrO3、钇溶胶、表面活性剂和消泡剂；将上述涂料原料配制成BaZrO3浆液，将经过预处理的配制浆料用的BaZrO3粉体过325目筛，得到平均粒径为44μm的BaZrO3粉体材料，分筛得到粉料35kg，BaZrO3浆液的具体制备过程为：首先将10L钇溶胶倒入浆料桶中，并启动搅拌器按钮，对浆料桶中的材料进行搅拌预处理，再向浆料桶中加入5g表面活性剂硬脂酸；然后将35kgBaZrO3粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌，并在BaZrO3粉体粉料加入完毕后，再向浆料桶中加入5g消泡剂正丁醇；在搅拌24h后控制粘度在27-52s之间，得到型壳面层浆料，测量型壳面层浆料的粘度所用的粘度杯为LND-3便携式铜质粘度杯；
b.型壳背层浆料的配制：
以组分重量百分比进行计量，型壳的背层涂料原料配方主要为：MgO、硅溶胶、表面活性剂和消泡剂；将涂料原料配制成MgO浆液，将经过预处理的配制浆料用的MgO粉体采用27kg工业级325目的氧化镁，MgO浆液的具体制备过程为：首先将10L硅溶胶倒入浆料桶中，并启动搅拌器按钮，对浆料桶中的材料进行搅拌预处理；然后将27kg MgO粉体粉料逐步倒入浆料桶中继续进行搅拌；在搅拌24h后控制粘度在17-27s之间，得到型壳背层浆料，测量型壳背层浆料的粘度所用的粘度杯为LND-3便携式铜质粘度杯；
c.型壳面层的制备：
首先将中温蜡压制成型壳所需形状，压制后放入清洗液中清洗以去除油污，随后用清水冲洗并晾干；在蜡型在浸入型壳面层浆料之前，先用粘度计测得型壳面层浆料粘度，当型壳面层浆料粘度在27-52s之间方可浸入蜡型；然后蜡型放入到在步骤a中制备的型壳面层浆料中，并将蜡型保持转动3s，再取出来对蜡型进行控浆，待多余型壳面层浆料流掉之后，用平均粒径为180μm的BaZrO3骨料粉体进行表面均匀撒砂，即形成型壳面层预制体，撒砂均匀、全面则形成型壳面层；
d.型壳面层的干燥：
将在步骤c中涂挂好的型壳面层预制体置于温度21℃的恒温室内，进行干燥，控制恒温室内的湿度范围为65-75％，干燥时间为24h，使结合于蜡型上的型壳面层干燥固化；
e.型壳背层的制备：
在结合型壳面层的蜡型在浸入型壳背层浆料之前，先用粘度计测得型壳背层浆料粘度，当型壳背层浆料粘度在17-27s之间方可浸入结合型壳面层的蜡型；将蜡型放入到在步骤b中制备的型壳背层浆料中，并将结合型壳面层的蜡型保持转动3s，再将蜡型取出来，对型壳面层表面进行控浆，待多余型壳背层浆料流掉之后，用平均粒径为180μm的MgO骨料粉体进行表面均匀撒砂，即形成复合型壳预制体，撒砂均匀、全面则形成型壳背层；
f.型壳背层的干燥：
将在步骤e中涂挂好的复合型壳预制体置于温度为21℃的恒温室内，进行干燥，控制恒温室内的湿度范围为40-50％，干燥时间为12h，使结合于BaZrO3撒砂层外部的型壳外层干燥固化，即得到MgO-BaZrO3复合型壳和蜡型的组合体；
g.型壳的脱蜡：
采用高压蒸汽脱蜡方法，控制脱蜡温度为180℃，控制脱蜡压力为7.2MPa，控制脱蜡时间为10min，完成对步骤f中制备的MgO-BaZrO3复合型壳和蜡型的组合体脱蜡处理过程，得到MgO-BaZrO3复合型壳素坯；
h.复合型壳的焙烧：
将在步骤g中制备的MgO-BaZrO3复合型壳素坯进行焙烧处理，首先控制焙烧温度为200℃，并保温1h进行低温焙烧；然后控制焙烧温度为1550℃，并保温4h进行高温焙烧；然后进行随炉冷却至室温，最终得到MgO-BaZrO3复合型壳成品。
定向凝固实验：
在真空定向炉内进行定向凝固实验，真空定向炉所采用的坩埚为本实施例制备的MgO-BaZrO3复合型壳相同材质的复合型坩埚。将称量好的TiAl合金棒或锭放置在坩埚中，将所制型壳在水冷铜盘底座上固定好，关炉门。将炉堂抽真空至5×10-3Pa，再反充高纯氩气至0.05MPa，如此反复洗炉3-5次，最后定向凝固实验是在0.05MPa高纯氩气保护下进行的。对本实施例制备的MgO-BaZrO3复合型壳进行预热，同时对坩埚内的TiAl合金进行感应熔化，待坩埚内的TiAl合金完全熔化，且型壳的预热温度达到1600℃时，进行浇注；浇注完毕后合金熔体在型壳内保温10min，随后以v＝3mm/min的凝固速度进行定向凝固实验。
本实施例制备的MgO-BaZrO3复合型壳的实验有益效果：
采用BaZrO3为面层，MgO为背层材料制备的定向凝固型壳，定向凝固后与TiAl合金的界面反应微弱，可得到具有定向组织的TiAl合金，参见图1。
本实施例制备了一种高活性合金精密铸造及定向凝固用复合型壳，型壳的造型材料包括BaZrO3、氧化镁、钇溶胶、硅溶胶、表面活性剂硬脂酸、消泡剂正丁醇。型壳的面层材料为BaZrO3，背层材料为氧化镁。本实施例MgO-BaZrO3复合型壳能用于高活性合金精密铸造及定向凝固。在高活性合金精密铸造及定向凝固过程中，本实施例复合型壳经受的环境更加恶劣的挑战能力强，型壳在强度、高温稳定性等方面性能优异。对于高温下具有较高化学活性的钛、锆等合金而言，精密铸造及定向凝固用的本实施例型壳具备高的化学稳定性，能最大限度防止在定向凝固过程中型壳材料与合金熔体反应。本实施例制备的MgO-BaZrO3复合型壳完全能满足复合模壳在TiAl合金定向凝固工艺中的应用要求，尤其适用于钛合金、锆合金高活性合金精密铸造及定向凝固工艺。述型壳面层涂料、背层涂料和撒砂用骨料BaZrO3均经过特殊物理或化学方法预处理，通过在在BaZrO3面层和MgO背层之间还设有BaZrO3撒砂层，使BaZrO3面层和MgO背层紧密结合在一起，防止MgO-BaZrO3复合型壳产生裂纹等缺陷。本实施例制备的MgO-BaZrO3复合型壳与石墨、CaO、ZrO2、Al2O3等普通型壳相比，可以降低高活性合金在精密铸造及定向凝固过程中与型壳材料的界面反应程度，获得污染层更少的铸件以及更理想的柱状晶或单晶定向凝固组织，适合在高活性合金精密铸造及定向凝固过程中的应用。
本实施例以钛合金中的TiAl合金的定向凝固为实例在本技术方案的前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体步骤过程，但本发明的保护范围不限于下述的实例中。本实例中提到的面层粘结剂钇溶胶、背层粘结剂硅溶胶均是精密铸造中常用的造型材料，成本低，易于使用。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，一种本实施例MgO-BaZrO3复合型壳的制备方法，包括如下步骤：
a.型壳面层浆料的配制：
以组分重量百分比进行计量，型壳的面层材料的涂料原料配方为：BaZrO3、钇溶胶、表面活性剂和消泡剂；将上述涂料原料配制成BaZrO3浆液，将经过预处理的配制浆料用的BaZrO3粉体过筛，得到平均粒径为18μm的BaZrO3粉体材料，分筛得到粉料35kg，BaZrO3浆液的具体制备过程为：首先将10L钇溶胶倒入浆料桶中，并启动搅拌器按钮，对浆料桶中的材料进行搅拌预处理，再向浆料桶中加入5g表面活性剂硬脂酸；然后将35kg BaZrO3粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌，并在BaZrO3粉体粉料加入完毕后，再向浆料桶中加入5g消泡剂正丁醇；在搅拌24h后控制粘度在27-52s之间，得到型壳面层浆料，测量型壳面层浆料的粘度所用的粘度杯为LND-3便携式铜质粘度杯；
b.型壳背层浆料的配制：
以组分重量百分比进行计量，型壳的背层涂料原料配方主要为：MgO、硅溶胶、表面活性剂和消泡剂；将涂料原料配制成MgO浆液，将经过预处理的配制浆料用的MgO粉体采用27kg工业级325目的氧化镁，MgO浆液的具体制备过程为：首先将10L硅溶胶倒入浆料桶中，并启动搅拌器按钮，对浆料桶中的材料进行搅拌预处理，再向浆料桶中加入5g表面活性剂硬脂酸；然后将27kg MgO粉体粉料逐步倒入浆料桶中继续进行搅拌，并在BaZrO3粉体粉料加入完毕后，再向浆料桶中加入5g消泡剂正丁醇；在搅拌24h后控制粘度在17-27s之间，得到型壳背层浆料，测量型壳背层浆料的粘度所用的粘度杯为LND-3便携式铜质粘度杯；
c.型壳面层的制备：
首先将中温蜡压制成型壳所需形状，压制后放入清洗液中清洗以去除油污，随后用清水冲洗并晾干；在蜡型在浸入型壳面层浆料之前，先用粘度计测得型壳面层浆料粘度，当型壳面层浆料粘度在27-52s之间方可浸入蜡型；然后蜡型放入到在步骤a中制备的型壳面层浆料中，并将蜡型保持转动5s，再取出来对蜡型进行控浆，待多余型壳面层浆料流掉之后，用平均粒径为180μm的BaZrO3骨料粉体进行表面均匀撒砂，即形成型壳面层预制体，撒砂均匀、全面则形成型壳面层；
d.型壳面层的干燥：本步骤与实施例一相同；
e.型壳背层的制备：
在结合型壳面层的蜡型在浸入型壳背层浆料之前，先用粘度计测得型壳背层浆料粘度，当型壳背层浆料粘度在17-27s之间方可浸入结合型壳面层的蜡型；将蜡型放入到在步骤b中制备的型壳背层浆料中，并将结合型壳面层的蜡型保持转动5s，再将蜡型取出来，对型壳面层表面进行控浆，待多余型壳背层浆料流掉之后，用平均粒径为180μm的MgO骨料粉体进行表面均匀撒砂，即形成复合型壳预制体，撒砂均匀、全面则形成型壳背层；
f.型壳背层的干燥：本步骤与实施例一相同；
g.型壳的脱蜡：本步骤与实施例一相同；
h.复合型壳的焙烧：
将在步骤g中制备的MgO-BaZrO3复合型壳素坯进行焙烧处理，首先控制焙烧温度为200℃，并保温1h进行低温焙烧；然后控制焙烧温度为1400℃，并保温4h进行高温焙烧；然后进行随炉冷却至室温，最终得到MgO-BaZrO3复合型壳成品。
本实施例也制备了一种高活性合金精密铸造及定向凝固用复合型壳，型壳的造型材料包括BaZrO3、氧化镁、钇溶胶、硅溶胶、表面活性剂硬脂酸、消泡剂正丁醇。型壳的面层材料为BaZrO3，背层材料为氧化镁。本实施例制备的MgO-BaZrO3复合型壳完全能满足复合模壳在TiAl合金定向凝固工艺中的应用要求，尤其适用于钛合金、锆合金高活性合金精密铸造及定向凝固工艺。
上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明MgO-BaZrO3复合型壳、应用及其制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种MgO-BaZrO3复合型壳，其特征在于：采用BaZrO3作为型壳的面层材料，并采用MgO做为型壳的背层材料，主要由BaZrO3面层和MgO背层结合形成复合型壳。
2.根据权利要求1所述MgO-BaZrO3复合型壳，其特征在于：在BaZrO3面层中，所述BaZrO3的粒径为18-44μm。
3.根据权利要求1所述MgO-BaZrO3复合型壳，其特征在于：在MgO背层中，所述MgO的平均粒径为44μm。
4.根据权利要求2或3所述MgO-BaZrO3复合型壳，其特征在于：在BaZrO3面层和MgO背层之间还设有BaZrO3撒砂层，BaZrO3撒砂层采用的BaZrO3骨料的平均粒径为180μm；在MgO背层的外表面还结合一层MgO撒砂层，MgO撒砂层采用的MgO骨料的平均粒径为180μm。
5.一种权利要求1所述MgO-BaZrO3复合型壳的应用，其特征在于：应用于高活性合金的精密铸造及定向凝固工艺。
6.根据权利要求5所述MgO-BaZrO3复合型壳的应用，其特征在于：作为熔炼钛合金或锆合金的坩埚壁。
7.一种权利要求1所述MgO-BaZrO3复合型壳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.型壳面层浆料的配制：
以组分重量百分比进行计量，所述型壳的面层材料的涂料原料配方主要为：BaZrO3为95-65％，钇溶胶为5-35％；将涂料原料配制成BaZrO3浆液，作为原料的所述BaZrO3的粒径为18-44μm，BaZrO3浆液的具体制备过程为：首先将钇溶胶倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理；然后将BaZrO3粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌；在搅拌至少24h后控制粘度在27-52s之间，得到型壳面层浆料；
b.型壳背层浆料的配制：
以组分重量百分比进行计量，所述型壳的背层涂料原料配方主要为：MgO为95-65％，硅溶胶为5-35％；将涂料原料配制成MgO浆液，所述MgO浆液采用MgO的平均粒径为44μm，MgO浆液的具体制备过程为：首先将硅溶胶倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理；然后将MgO粉体粉料逐步倒入浆料桶中继续进行搅拌；在搅拌至少24h后控制粘度在17-27s之间，得到型壳背层浆料；
c.型壳面层的制备：
首先将中温蜡压制成型壳所需形状，压制后放入清洗液中清洗以去除油污，随后用清水冲洗并晾干；在蜡型在浸入型壳面层浆料之前，先用粘度计测得型壳面层浆料粘度，当型壳面层浆料粘度在27-52s之间方可浸入蜡型；然后蜡型放入到在所述步骤a中制备的型壳面层浆料中，并将蜡型保持转动3-5s，再取出来对蜡型进行控浆，待多余型壳面层浆料流掉之后，用平均粒径为180μm的BaZrO3骨料粉体进行表面均匀撒砂，即形成型壳面层预制体；
d.型壳面层的干燥：
将在所述步骤c中涂挂好的型壳面层预制体置于温度不低于21℃的恒温室内，进行干燥，控制恒温室内的湿度范围为65-75％，干燥时间不少于24h，使结合于蜡型上的型壳面层干燥固化；
e.型壳背层的制备：
在结合型壳面层的蜡型在浸入型壳背层浆料之前，先用粘度计测得型壳背层浆料粘度，当型壳背层浆料粘度在17-27s之间方可浸入结合型壳面层的蜡型；将蜡型放入到在所述步骤b中制备的型壳背层浆料中，并将结合型壳面层的蜡型保持转动3-5s，再将蜡型取出来，对型壳面层表面进行控浆，待多余型壳背层浆料流掉之后，用平均粒径为180μm的MgO骨料粉体进行表面均匀撒砂，即形成复合型壳预制体；
f.型壳背层的干燥：
将在所述步骤e中涂挂好的复合型壳预制体置于温度不低于21℃的恒温室内，进行干燥，控制恒温室内的湿度范围为40-50％，干燥时间不少于12h，使结合于BaZrO3撒砂层外部的型壳外层干燥固化，即得到MgO-BaZrO3复合型壳和蜡型的组合体；
g.型壳的脱蜡：
采用高压蒸汽脱蜡方法，控制脱蜡温度不低于180℃，控制脱蜡压力不低于7.2MPa，控制脱蜡时间不低于10min，完成对所述步骤f中制备的MgO-BaZrO3复合型壳和蜡型的组合体脱蜡处理过程，得到MgO-BaZrO3复合型壳素坯；
h.复合型壳的焙烧：
将在所述步骤g中制备的MgO-BaZrO3复合型壳素坯进行焙烧处理，首先控制焙烧温度不高于200℃，并至少保温1h进行低温焙烧；然后控制焙烧温度为1400-1550℃，并至少保温4h进行高温焙烧；然后进行随炉冷却至室温，最终得到MgO-BaZrO3复合型壳成品。
8.根据权利要求7所述MgO-BaZrO3复合型壳的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，在所述型壳面层浆料中还添加型壳面层浆料总量0.1-0.5wt％的表面活性剂和型壳面层浆料总量0.1-0.5wt％的消泡剂，在进行型壳面层浆料的配制时，首先将钇溶胶倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理，再向浆料桶中加入表面活性剂；然后BaZrO3粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌，在BaZrO3粉体粉料加入完毕后，再向浆料桶中加入消泡剂；在进行搅拌后，再进行浆料粘度控制，得到型壳面层浆料。
9.根据权利要求7所述MgO-BaZrO3复合型壳的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，在所述型壳背层浆料中还添加型壳背层浆料总量0.1-0.5wt％的表面活性剂和型壳背层浆料总量0.1-0.5wt％的消泡剂，在进行型壳背层浆料的配制时，首先将硅溶胶倒入浆料桶中，并对浆料桶中的材料进行搅拌预处理，再向浆料桶中加入表面活性剂；然后将MgO粉体粉料逐步加入浆料桶中继续进行搅拌，在MgO粉体粉料加入完毕后，再向浆料桶中加入消泡剂；在进行搅拌后，再进行浆料粘度控制，得到型壳背层浆料。
10.根据权利要求8或9所述MgO-BaZrO3复合型壳的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂采用硬脂酸，所述消泡剂采用正丁醇。
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