Organische precursorsynthesemethode gecombineerd met 3D-printen

Siliciumcarbide (SiC) keramiek heeft een enorme toepassingsruimte op gebieden zoals halfgeleiders, energie, ruimtevaart, katalysatoren, enz. Daaronder hebben SiC poreuze keramiek met hoge porositeit een lager gewicht, een groter specifiek oppervlak en een hogere porositeit vanwege hun unieke structuur. . Deze uitstekende eigenschappen zorgen er ook voor dat ze een belangrijke toepassingswaarde spelen op veel gebieden, zoals isolatie, gasscheiding, hogetemperatuurreactoren, elektromagnetische afscherming en katalysatordragers.

Traditionele productietechnologieën zoals droogpersen, spuitgieten en stripgieten worden echter vaak geconfronteerd met enorme problemen bij de productie van complex gevormde SiC-keramiek. Niet alleen is het proces complex, tijdrovend en de voorbereidingscyclus lang, maar ook de grondstoffen materiaal- en productiekosten zijn hoog. Bovendien maken defecten zoals poriën, scheuren en oneffenheden tijdens het vormingsproces het moeilijk om brosse breuk van keramische apparaten te voorkomen, waardoor de volledige benutting van hun mechanische eigenschappen ernstig wordt beperkt en ons vermogen wordt beperkt om de uitstekende eigenschappen van SiC-materialen zoals SiC-materialen volledig te benutten. als weerstand tegen hoge temperaturen en corrosieweerstand.

Uitgaande van de organische voorlopers van SiC-keramiek en met behulp van de nieuwste keramische 3D-printtechnologie, kunnen niet alleen de moeilijkheden bij het vervaardigen van complexe keramische apparaten met behulp van SiC-poeder worden overwonnen, maar kunnen ook de defecten die optreden tijdens het vormingsproces van keramisch materiaal worden opgelost. De opkomst ervan heeft een nieuwe weg geopend voor de toepassing van SiC-materialen.

Organische voorloperconversiekeramiek (PDC), ook bekend als polymeerafgeleid keramiek, verwijst naar het keramische materiaal dat wordt verkregen door gebruik te maken van de gemakkelijke verwerkingseigenschappen van organische polymeervoorlopers om de gewenste vorm te verkrijgen, en vervolgens een conversie bij hoge temperatuur te ondergaan om het gewenste keramische materiaal te verkrijgen. . De conversiemethode voor organische precursoren kan worden onderverdeeld in vier stappen, waaronder gieten, verknopen, pyrolyse en kristallisatie. Het polymeer wordt eerst gevormd door 3D-printen, fotoharden, verknopen en ten slotte pyrolyse. Via een vast verwarmingsprogramma splitst de precursor zich geleidelijk en ontstaat keramiek. Tijdens het pyrolyseproces komen enkele vluchtige verbindingen vrij en worden de organische delen afgebroken tot anorganische materialen.

SiC-keramische materialen bereid door conversie van precursoren kunnen worden toegepast op veel hoogwaardige technologie- en militaire defensiegebieden, met brede toepassingsmogelijkheden, zoals luchtvaartmotoren, thermische beschermingssystemen voor vliegtuigen, wapens en uitrusting, steunen voor ruimtespiegels en andere gebruikte SiC-composietmaterialen in extreme omgevingen; Poreus SiC met slagvastheid, scheidings-, isolatie-, adsorptie- of katalysatorbelastingseigenschappen; Verbinding of scheurreparatie tussen keramiek en keramische matrixcomposieten, enz.