碳化硅陶瓷结构件在半导体制造、新能源等高端装备领域的需求日益增长。然而，碳化硅陶瓷因极高的硬度和显著的脆性，使其难以通过传统加工方法制造复杂结构件，这一技术瓶颈制约了其在高端装备中的应用。因此，3D打印技术成为突破碳化硅陶瓷制造瓶颈的关键途径。目前，3D打印方法制备的碳化硅陶瓷主要面向缺陷容忍度较高的反应烧结碳化硅陶瓷，但反应烧结碳化硅陶瓷中通常存在>30vol%的残余游离硅，硅熔点低于1410℃，导致其高温性能受限，进而限制了3D打印碳化硅陶瓷在极端服役环境下的应用场景。
针对上述问题，中国科学院上海硅酸盐研究所研究团队，提出了材料挤出（MEX）打印结合前驱体渗透裂解（PIP）与常压固相烧结的复合工艺路线。常压固相烧结路线可较好地避免硅相含量过多的问题，并提高材料在极端环境下的使用温度。但3D打印常压烧结碳化硅陶瓷中有机粘结剂含量高达40vol%至50vol%，烧结形成的孔隙会使材料收缩率超过20%，进而导致尺寸精度失控，使材料开裂。对此，团队提出了在3D打印多孔坯体中进行聚碳硅烷（PCS）前驱体的真空浸渍裂解，使其在1300℃下转化为原位纳米碳化硅颗粒填充孔隙，并构建内部微观支撑骨架。为解决坯体强度低的问题，团队进一步引入预烧结处理工艺，在增强坯体强度的同时保持适量开孔结构，以实现PCS高效渗透与缺陷控制。
该工艺实现了双重突破，即一方面在烧结过程中避免了游离硅相的生成，使材料具备优异的高温力学性能；另一方面通过PIP过程中形成的碳化硅骨架，有效抑制了烧结收缩，并将线性收缩率从21.71%降低至6.38%。研究显示，制备的碳化硅陶瓷密度可达3.17g·cm⁻³，抗弯强度为359MPa，弹性模量为381GPa，热导率达165.76W·m⁻¹·K⁻¹，且在1500℃高温环境下仍能保持357MPa的抗弯强度，为极端环境下使用复杂结构碳化硅陶瓷部件的精密制造提供了技术支撑。
近日，相关研究成果发表在Additive Manufacturing上。研究工作得到科学技术部的支持。
论文链接
MEX-3D打印碳化硅陶瓷流程图
PIP工艺抑制MEX结合常压固相烧结碳化硅陶瓷的尺寸收缩
西北工业大学李林教授、傅莉教授和西北大学陈希教授等人，结合蛋白质口袋预测与光功能材料设计理念，提出基于蛋白限域荧光 中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、荣星教授等在量子热力学领域取得重要进展。研究组基 X射线探测技术在疾病诊断、异物检测等领域具有重要作用。闪烁体作为X射线探测技术的核心器件，是一类可以将高能辐射如X/γ射线、α/β粒子、中子转化为可见光或近可见光的材料。而高效闪烁体需要具有高产光率、 本报北京11月14日讯（记者 欧媚）记者从今天举行的教育部新闻发布会上获悉，2024年世界职业技术教育发展大会将于11月20日—22日在天津举办。这是全国教育大会后我国首场教育领域的主场外交活动，是贯彻落实全国教育大会 ◎摘 要 面向国家战略需求优化学科设置调整机制，是关系高等教育结构性改革的重要路径，也是畅通创新链、产业链、资金链、人才链的关键接点。在世界百年未有之大变局的新形势下，传统的学科设置 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 吴伟锋 林志荣 黄紫耀 记者 龙超凡）近日，2024中国·海峡“妈祖杯”鞋类设计大赛决赛在湄洲湾职业技术学院举行。来自上海欧基亚贸易有限公司的杨洋、耿克峰 。本文链接：3D打印常压烧结碳化硅陶瓷研究获进展http://www.sushuapos.com/show-12-2184-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 研究阐明青藏高原隆升通过亚洲季风系统驱动鸟类迁徙方向改变
下一篇： GPU加速电磁模拟预处理技术研究取得进展