طريقة تخليق السلائف العضوية مقترنة بالطباعة ثلاثية الأبعاد

يتمتع سيراميك كربيد السيليكون (SiC) بمساحة تطبيق هائلة في مجالات مثل أشباه الموصلات، والطاقة، والفضاء، والمحفزات، وما إلى ذلك. ومن بينها، يتميز سيراميك كربيد السيليكون المسامي ذو المسامية العالية بوزن أخف ومساحة سطح محددة أكبر ومسامية أعلى نظرًا لبنيته الفريدة. . هذه الخصائص الممتازة تجعلها أيضًا تلعب قيمة تطبيقية مهمة في العديد من المجالات مثل العزل، وفصل الغاز، والمفاعلات ذات درجة الحرارة العالية، والتدريع الكهرومغناطيسي، وحاملات المحفز.

ومع ذلك، فإن تقنيات التصنيع التقليدية مثل الضغط الجاف، وقولبة الحقن، وصب الشرائط غالبًا ما تواجه صعوبات هائلة في تصنيع سيراميك SiC ذو الأشكال المعقدة - ليست العملية معقدة فحسب، وتستغرق وقتًا طويلاً، ودورة التحضير طويلة، ولكن أيضًا المواد الخام. المواد وتكاليف التصنيع مرتفعة. بالإضافة إلى ذلك، فإن العيوب مثل المسام والشقوق والتفاوت أثناء عملية التشكيل تجعل من الصعب تجنب الكسر الهش للأجهزة الخزفية، مما يحد بشكل خطير من الاستخدام الكامل لخصائصها الميكانيكية ويحد من قدرتنا على الاستفادة الكاملة من الخصائص الممتازة لمواد SiC مثل كمقاومة درجات الحرارة العالية ومقاومة التآكل.

بدءًا من السلائف العضوية لسيراميك SiC واستخدام أحدث تقنيات الطباعة الخزفية ثلاثية الأبعاد، لا يمكن التغلب على صعوبات إعداد أجهزة السيراميك المعقدة باستخدام مسحوق SiC فحسب، بل يمكن أيضًا حل العيوب التي تحدث أثناء عملية تشكيل مادة السيراميك. لقد فتح ظهورها طريقًا جديدًا لتطبيق مواد SiC.

يشير سيراميك تحويل السلائف العضوية (PDC)، المعروف أيضًا باسم السيراميك المشتق من البوليمر، إلى المادة الخزفية التي تم الحصول عليها عن طريق استخدام خصائص المعالجة السهلة لسلائف البوليمر العضوي للحصول على الشكل المطلوب، ثم الخضوع لتحويل بدرجة حرارة عالية للحصول على مادة السيراميك المطلوبة . يمكن تقسيم طريقة تحويل السلائف العضوية إلى أربع خطوات، بما في ذلك القولبة، والتشابك، والانحلال الحراري، والبلورة. يتم تشكيل البوليمر أولاً عن طريق الطباعة ثلاثية الأبعاد، والمعالجة الضوئية، والربط المتقاطع، وأخيراً الانحلال الحراري. من خلال برنامج تسخين محدد، ينقسم المنتج تدريجيًا وينتج السيراميك. أثناء عملية الانحلال الحراري، يتم إطلاق بعض المركبات المتطايرة، وتتحلل الأجزاء العضوية لتشكل مواد غير عضوية.

يمكن تطبيق مواد سيراميك SiC المحضرة عن طريق تحويل السلائف في العديد من المجالات العسكرية والدفاعية والتكنولوجيا المتطورة، مع آفاق تطبيق واسعة، مثل محركات الطيران، وأنظمة الحماية الحرارية للطائرات، والأسلحة والمعدات، ودعامات المرآة الفضائية، والمواد المركبة الأخرى من SiC المستخدمة في البيئات القاسية. كربيد السيليكون المسامي مع خصائص مقاومة الصدمات، أو الانفصال، أو العزل، أو الامتزاز، أو تحميل المحفز؛ إصلاح الوصلات أو الشقوق بين السيراميك ومركبات المصفوفة الخزفية، إلخ.