Méthode de synthèse de précurseurs organiques combinée à l'impression 3D

Les céramiques en carbure de silicium (SiC) ont un énorme espace d'application dans des domaines tels que les semi-conducteurs, l'énergie, l'aérospatiale, les catalyseurs, etc. Parmi eux, les céramiques poreuses SiC à haute porosité ont un poids plus léger, une surface spécifique plus grande et une porosité plus élevée en raison de leur structure unique. . Ces excellentes caractéristiques leur confèrent également une valeur d'application importante dans de nombreux domaines tels que l'isolation, la séparation des gaz, les réacteurs à haute température, le blindage électromagnétique et les supports de catalyseurs.

Cependant, les technologies de fabrication traditionnelles telles que le pressage à sec, le moulage par injection et le moulage en bandes se heurtent souvent à d'énormes difficultés pour la fabrication de céramiques SiC de forme complexe - non seulement le processus est complexe, prend du temps et le cycle de préparation est long, mais également le matériau brut les matériaux et les coûts de fabrication sont élevés. De plus, des défauts tels que des pores, des fissures et des irrégularités au cours du processus de formage rendent difficile l'évitement d'une fracture fragile des dispositifs en céramique, limitant sérieusement la pleine utilisation de leurs propriétés mécaniques et limitant notre capacité à utiliser pleinement les excellentes propriétés des matériaux SiC tels que comme résistance aux températures élevées et résistance à la corrosion.

En partant des précurseurs organiques des céramiques SiC et en utilisant la dernière technologie de céramique d'impression 3D, il est non seulement possible de surmonter les difficultés liées à la préparation de dispositifs céramiques complexes à l'aide de poudre de SiC, mais également de résoudre les défauts qui surviennent lors du processus de formation du matériau céramique. Son émergence a ouvert une nouvelle voie pour l’application des matériaux SiC.

La céramique de conversion de précurseurs organiques (PDC), également connue sous le nom de céramique dérivée de polymères, fait référence au matériau céramique obtenu en utilisant les propriétés de traitement faciles des précurseurs de polymères organiques pour obtenir la forme souhaitée, puis en subissant une conversion à haute température pour obtenir le matériau céramique souhaité. . La méthode de conversion des précurseurs organiques peut être divisée en quatre étapes, dont le moulage, la réticulation, la pyrolyse et la cristallisation. Le polymère est d’abord formé par impression 3D, photodurcissement, réticulation et enfin pyrolyse. Grâce à un programme de chauffage défini, le précurseur se divise progressivement et génère des céramiques. Au cours du processus de pyrolyse, certains composés volatils sont libérés et les parties organiques sont décomposées pour former des matières inorganiques.

Les matériaux céramiques SiC préparés par conversion de précurseurs peuvent être appliqués dans de nombreux domaines technologiques et militaires de défense haut de gamme, avec de larges perspectives d'application, tels que les moteurs d'aviation, les systèmes de protection thermique d'avions, les armes et équipements, les supports de miroirs spatiaux et d'autres matériaux composites SiC utilisés. dans des environnements extrêmes ; SiC poreux avec des propriétés de résistance aux chocs, de séparation, d'isolation, d'adsorption ou de chargement de catalyseur ; Réparation de liaison ou de fissure entre céramiques et composites à matrice céramique, etc.