Método de síntese de precursores orgânicos combinado com impressão 3D

As cerâmicas de carboneto de silício (SiC) têm enorme espaço de aplicação em áreas como semicondutores, energia, aeroespacial, catalisadores, etc. Entre elas, as cerâmicas porosas de SiC com alta porosidade têm peso mais leve, maior área de superfície específica e maior porosidade devido à sua estrutura única. . Essas excelentes características também os fazem desempenhar um importante valor de aplicação em muitos campos, como isolamento, separação de gases, reatores de alta temperatura, blindagem eletromagnética e transportadores de catalisadores.

No entanto, as tecnologias de produção tradicionais, como a prensagem a seco, a moldagem por injeção e a fundição em tiras, muitas vezes enfrentam enormes dificuldades para a fabricação de cerâmicas de SiC de formatos complexos - não só o processo é complexo, demorado e o ciclo de preparação é longo, mas também a matéria-prima materiais e custos de fabricação são altos. Além disso, defeitos como poros, fissuras e irregularidades durante o processo de formação tornam difícil evitar a fratura frágil dos dispositivos cerâmicos, restringindo seriamente a plena utilização das suas propriedades mecânicas e limitando a nossa capacidade de utilizar plenamente as excelentes propriedades dos materiais de SiC, tais como como resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão.

Partindo dos precursores orgânicos da cerâmica SiC e utilizando a mais recente tecnologia cerâmica de impressão 3D, não só as dificuldades de preparação de dispositivos cerâmicos complexos usando pó de SiC podem ser superadas, mas também os defeitos que ocorrem durante o processo de formação do material cerâmico podem ser resolvidos. Seu surgimento abriu um novo caminho para a aplicação de materiais de SiC.

Cerâmica de conversão de precursor orgânico (PDC), também conhecida como cerâmica derivada de polímero, refere-se ao material cerâmico obtido utilizando as propriedades de fácil processamento de precursores de polímero orgânico para obter a forma desejada e, em seguida, passando por conversão em alta temperatura para obter o material cerâmico desejado. . O método de conversão do precursor orgânico pode ser dividido em quatro etapas, incluindo moldagem, reticulação, pirólise e cristalização. O polímero é formado primeiro por impressão 3D, fotocura, reticulação e, finalmente, pirólise. Através de um programa de aquecimento definido, o precursor se divide gradualmente e gera cerâmica. Durante o processo de pirólise, alguns compostos voláteis são liberados e as partes orgânicas são decompostas para formar materiais inorgânicos.

Os materiais cerâmicos de SiC preparados por conversão de precursores podem ser aplicados em muitos campos de tecnologia de ponta e militares de defesa, com amplas perspectivas de aplicação, como motores de aviação, sistemas de proteção térmica de aeronaves, armas e equipamentos, suportes de espelhos espaciais e outros materiais compósitos de SiC usados. em ambientes extremos; SiC poroso com propriedades de resistência ao impacto, separação, isolamento, adsorção ou carregamento de catalisador; Conexão ou reparo de fissuras entre cerâmica e compósitos de matriz cerâmica, etc.