Метод синтеза органических прекурсоров в сочетании с 3D-печатью

Керамика из карбида кремния (SiC) имеет огромное применение в таких областях, как полупроводники, энергетика, аэрокосмическая промышленность, катализаторы и т. д. Среди них пористая керамика SiC с высокой пористостью имеет меньший вес, большую удельную поверхность и более высокую пористость благодаря своей уникальной структуре. . Эти превосходные характеристики также делают их важными для применения во многих областях, таких как изоляция, разделение газов, высокотемпературные реакторы, электромагнитная защита и носители катализаторов.

Однако традиционные технологии производства, такие как сухое прессование, литье под давлением и ленточное литье, часто сталкиваются с огромными трудностями при изготовлении SiC-керамики сложной формы - не только процесс сложен, трудоемок и длителен цикл подготовки, но и сырье затраты на материалы и производство высоки. Кроме того, такие дефекты, как поры, трещины и неровности в процессе формования, затрудняют предотвращение хрупкого разрушения керамических устройств, серьезно ограничивая полное использование их механических свойств и ограничивая нашу способность полностью использовать превосходные свойства материалов SiC, таких как как высокая термостойкость и коррозионная стойкость.

Начиная с органических предшественников керамики SiC и используя новейшую технологию 3D-печати керамики, можно не только преодолеть трудности изготовления сложных керамических устройств с использованием порошка SiC, но и устранить дефекты, возникающие в процессе формирования керамического материала. Его появление открыло новый путь применения материалов SiC.

Конверсионная керамика из органических предшественников (PDC), также известная как керамика, полученная из полимеров, относится к керамическому материалу, полученному путем использования простых в обработке свойств предшественников органических полимеров для получения желаемой формы, а затем подвергания высокотемпературной конверсии для получения желаемого керамического материала. . Метод преобразования органических предшественников можно разделить на четыре этапа, включая формование, сшивание, пиролиз и кристаллизацию. Полимер сначала формируется путем 3D-печати, фотоотверждения, сшивания и, наконец, пиролиза. Благодаря заданной программе нагрева предшественник постепенно расщепляется и образует керамику. В процессе пиролиза выделяются некоторые летучие соединения, а органические части разлагаются с образованием неорганических материалов.

Керамические материалы SiC, полученные путем преобразования прекурсоров, могут применяться во многих высокотехнологичных технологических и оборонных военных областях с широкими перспективами применения, например, в авиационных двигателях, системах тепловой защиты самолетов, вооружении и оборудовании, опорах космических зеркал и других композитных материалах SiC. в экстремальных условиях; Пористый SiC с ударопрочностью, свойствами разделения, изоляции, адсорбции или загрузки катализатора; Соединение или ремонт трещин между керамикой и композитами с керамической матрицей и т. д.