Método de síntesis de precursores orgánicos combinado con impresión 3D
Las cerámicas de carburo de silicio (SiC) tienen un enorme espacio de aplicación en campos como semiconductores, energía, aeroespacial, catalizadores, etc. Entre ellos, las cerámicas porosas de SiC con alta porosidad tienen un peso más liviano, una mayor superficie específica y una mayor porosidad debido a su estructura única. . Estas excelentes características también los hacen desempeñar un valor de aplicación importante en muchos campos, como aislamiento, separación de gases, reactores de alta temperatura, blindaje electromagnético y portadores de catalizadores.
Sin embargo, las tecnologías de fabricación tradicionales, como el prensado en seco, el moldeo por inyección y la fundición en tiras, a menudo se enfrentan a enormes dificultades para la fabricación de cerámicas de SiC de formas complejas: no sólo el proceso es complejo, requiere mucho tiempo y el ciclo de preparación es largo, sino también la materia prima. Los costos de materiales y fabricación son altos. Además, defectos como poros, grietas e irregularidades durante el proceso de formación dificultan evitar la fractura frágil de los dispositivos cerámicos, lo que restringe seriamente la utilización total de sus propiedades mecánicas y limita nuestra capacidad de utilizar plenamente las excelentes propiedades de los materiales de SiC como como resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión.
A partir de los precursores orgánicos de las cerámicas de SiC y utilizando la última tecnología cerámica de impresión 3D, no solo se pueden superar las dificultades de preparar dispositivos cerámicos complejos utilizando polvo de SiC, sino que también se pueden resolver los defectos que ocurren durante el proceso de formación del material cerámico. Su aparición ha abierto un nuevo camino para la aplicación de materiales de SiC.
La cerámica de conversión de precursores orgánicos (PDC), también conocida como cerámica derivada de polímeros, se refiere al material cerámico obtenido utilizando las propiedades de fácil procesamiento de los precursores de polímeros orgánicos para obtener la forma deseada y luego sometiéndolos a una conversión a alta temperatura para obtener el material cerámico deseado. . El método de conversión de precursores orgánicos se puede dividir en cuatro pasos, que incluyen moldeo, reticulación, pirólisis y cristalización. El polímero se forma primero mediante impresión 3D, fotocurado, reticulación y finalmente pirólisis. Mediante un programa de calentamiento establecido, el precursor se descompone gradualmente y genera cerámica. Durante el proceso de pirólisis, se liberan algunos compuestos volátiles y las partes orgánicas se descomponen para formar materiales inorgánicos.
Los materiales cerámicos de SiC preparados mediante conversión de precursores se pueden aplicar en muchos campos militares de defensa y tecnología de punta, con amplias perspectivas de aplicación, como motores de aviación, sistemas de protección térmica de aeronaves, armas y equipos, soportes de espejos espaciales y otros materiales compuestos de SiC utilizados. en ambientes extremos; SiC poroso con propiedades de resistencia al impacto, separación, aislamiento, adsorción o carga de catalizador; Reparación de conexiones o fisuras entre cerámicas y composites de matriz cerámica, etc.