亚洲图片另类图片激情动图,黄色视屏在线看,欧美日韩在线免费视频

當前位置 > 首頁 > 新材料 > 行業(yè)動態(tài) > 正文內(nèi)容

3D打印常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷研究獲進展

文章來源：新能源網(wǎng) 更新時間：2025-12-09 15:52:07

碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)件在半導體制造、新能源等高端裝備領域的需求日益增長。然而，碳化硅陶瓷因極高的硬度和顯著的脆性，使其難以通過傳統(tǒng)加工方法制造復雜結(jié)構(gòu)件，這一技術瓶頸制約了其在高端裝備中的應用。因此，3D打印技術成為突破碳化硅陶瓷制造瓶頸的關鍵途徑。目前，3D打印方法制備的碳化硅陶瓷主要面向缺陷容忍度較高的反應燒結(jié)碳化硅陶瓷，但反應燒結(jié)碳化硅陶瓷中通常存在>30vol%的殘余游離硅，硅熔點低于1410℃，導致其高溫性能受限，進而限制了3D打印碳化硅陶瓷在極端服役環(huán)境下的應用場景。

　　針對上述問題，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究團隊，提出了材料擠出（MEX）打印結(jié)合前驅(qū)體滲透裂解（PIP）與常壓固相燒結(jié)的復合工藝路線。常壓固相燒結(jié)路線可較好地避免硅相含量過多的問題，并提高材料在極端環(huán)境下的使用溫度。但3D打印常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷中有機粘結(jié)劑含量高達40vol%至50vol%，燒結(jié)形成的孔隙會使材料收縮率超過20%，進而導致尺寸精度失控，使材料開裂。對此，團隊提出了在3D打印多孔坯體中進行聚碳硅烷（PCS）前驅(qū)體的真空浸漬裂解，使其在1300℃下轉(zhuǎn)化為原位納米碳化硅顆粒填充孔隙，并構(gòu)建內(nèi)部微觀支撐骨架。為解決坯體強度低的問題，團隊進一步引入預燒結(jié)處理工藝，在增強坯體強度的同時保持適量開孔結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)PCS高效滲透與缺陷控制。

　　該工藝實現(xiàn)了雙重突破，即一方面在燒結(jié)過程中避免了游離硅相的生成，使材料具備優(yōu)異的高溫力學性能；另一方面通過PIP過程中形成的碳化硅骨架，有效抑制了燒結(jié)收縮，并將線性收縮率從21.71%降低至6.38%。研究顯示，制備的碳化硅陶瓷密度可達3.17g·cm?³，抗彎強度為359MPa，彈性模量為381GPa，熱導率達165.76W·m?¹·K?¹，且在1500℃高溫環(huán)境下仍能保持357MPa的抗彎強度，為極端環(huán)境下使用復雜結(jié)構(gòu)碳化硅陶瓷部件的精密制造提供了技術支撐。

　　近日，相關研究成果發(fā)表在Additive Manufacturing上。研究工作得到科學技術部的支持。

MEX-3D打印碳化硅陶瓷流程圖

PIP工藝抑制MEX結(jié)合常壓固相燒結(jié)碳化硅陶瓷的尺寸收縮

相關新聞

[2025-11-28]·山東MTBE報價上調(diào)20元

[2025-11-28]·中國化學：自主研發(fā)的超高分子量

[2025-11-28]·佛塑科技、中石化在湖南成立新材

[2025-11-28]·君正集團數(shù)字化轉(zhuǎn)型試點項目通過

[2025-11-28]·長華化學亮相Putech Eurasia，

[2025-12-09]·3D打印常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷研究獲

[2025-12-09]·科學家仿“蠶吐絲”方式制備新型

[2025-12-09]·科學家發(fā)現(xiàn)塑性鐵磁半導體

[2025-12-09]·新型負碳建筑材料制成

[2025-12-09]·Adv. Energy Mater. | 我院