3Dプリンティングと組み合わせた有機前駆体合成法

炭化ケイ素（SiC）セラミックスは、半導体、エネルギー、航空宇宙、触媒などの分野で膨大な応用分野を持っています。その中でも、気孔率の高いSiC多孔質セラミックスは、その独特な構造により軽量、比表面積が大きく、気孔率が高くなります。 。 また、これらの優れた特性により、断熱、ガス分離、高温反応器、電磁波シールド、触媒担体など多くの分野で重要な応用価値を発揮しています。

しかし、乾式プレス、射出成形、ストリップキャスティングなどの従来の製造技術は、複雑な形状の SiC セラミックの製造において多大な困難に直面することがよくあります。プロセスが複雑で時間がかかり、準備サイクルが長いだけでなく、生の材料費も製造コストも高い。 また、セラミックデバイスは、成形時の気孔やクラック、凹凸などの欠陥により脆性破壊を避けることが困難であり、その機械的特性を最大限に活かすことが難しく、SiC材料などの優れた特性を最大限に活かすことができません。高温耐性と耐食性として。

SiC セラミックの有機前駆体から出発し、最新の 3D プリンティング セラミック技術を利用することで、SiC 粉末を使用して複雑なセラミック デバイスを製造する際の困難を克服できるだけでなく、セラミック材料の形成プロセス中に発生する欠陥も解決できます。 その出現により、SiC材料の応用に新たな道が開かれました。

ポリマー由来セラミックとしても知られる有機前駆体変換セラミック (PDC) は、有機ポリマー前駆体の容易な加工特性を利用して目的の形状を得た後、高温で変換して目的のセラミック材料を得ることで得られるセラミック材料を指します。 。 有機前駆体の変換方法は、成形、架橋、熱分解、結晶化の 4 つのステップに分けることができます。 ポリマーは、最初に 3D プリンティング、光硬化、架橋、そして最後に熱分解によって形成されます。 設定された加熱プログラムにより、前駆体が徐々に分解してセラミックスが生成されます。 熱分解プロセス中に、一部の揮発性化合物が放出され、有機部分が分解されて無機材料が形成されます。

前駆体変換によって調製されたSiCセラミック材料は、多くのハイエンド技術および防衛軍事分野に適用でき、航空エンジン、航空機の熱保護システム、武器および装備、スペースミラーサポート、および使用されるその他のSiC複合材料など、幅広い用途の見通しを持っています。極限環境で。 耐衝撃性、分離性、絶縁性、吸着性、触媒担持性などの特性を備えた多孔質SiC。 セラミックスとセラミックス基複合材料間の接合や亀裂の修復など。