使用碳化硅预制件结构设计

碳化硅（SiC）陶瓷具有优良的高温强度、耐磨性、耐腐蚀性以及抗热震性，其按结构可以分为致密SiC陶瓷和多孔SiC陶瓷两大类。多孔SiC陶瓷材料脆性大，通常使用弯曲强度或压缩强度表征其力学性能。孔率及制备方式对多孔SiC陶瓷力学性能影响较大。孔率和孔隙形貌对多孔陶瓷的导热性能影响较大。对于孔隙分布均匀的多孔陶瓷而言，随着孔率提高，其热导率逐步下降。但由于不同工艺制备的多孔陶瓷材料的孔隙形貌存在较大差异，因此传热过程也就相应地多变而复杂。杭州陶飞仑生产的多孔陶瓷预制体可按客户产品要求加工成各种形状。使用碳化硅预制件结构设计

SiC具有α和β两种晶型。β－SiC的晶体结构为立方晶系，Si和C分别组成面心立方晶格；α－SiC存在着4H、15R和6H等100余种多型体，其中，6H多型体为工业应用上**为普遍的一种。在SiC的多种型体之间存在着一定的热稳定性关系。在温度低于1600℃时，SiC以β－SiC形式存在。当高于1600℃时，β－SiC缓慢转变成α－SiC的各种多型体。4H－SiC在2000℃左右容易生成；15R和6H多型体均需在2100℃以上的高温才易生成；对于6H，SiC，即使温度超过2200℃，也是非常稳定的。SiC中各种多型体之间的自由能相差很小，因此，微量杂质的固溶也会引起多型体之间的热稳定关系变化。江苏新型碳化硅预制件粗细颗粒陶瓷表面微处理后精细程度高，有效提高成品表面质量精度及降低铸造产品的后加工难度。

碳化硅多孔陶瓷预制体制备工艺技术主要研究内容包含：碳化硅颗粒级配粉料配置、碳化硅陶瓷颗粒表面改性、碳化硅陶瓷粉料混料、造粒、过筛、二次造粒、干压、烘干排胶、烧结**部分。在技术方法和路线上采用添加造孔剂和粘结剂进行压制成型技术制备碳化硅预制型，采用低温烧结技术制备高体积分数碳化硅陶瓷多孔预制体，采用阿基米德排水法测定碳化硅陶瓷的密度、体积分数、气孔率，通过三点弯曲法用万能拉力试验机测定碳化硅陶瓷的抗弯强度。

添加造孔剂法制备多孔碳化硅陶瓷通过将造孔剂加入碳化硅粉末或前驱体中，再通过后续的工艺将造孔剂除去，这样原本造孔剂所占据的位置便形成孔隙，之后再加热烧结形成多孔陶瓷。因此，改变造孔剂的种类及添加量可以很方便地控制多孔陶瓷成品的孔率、孔隙形貌和孔径及分布。造孔剂的种类非常***，包括天然或合成有机高分子、液体、盐类、陶瓷或其他粉末等。不同的造孔剂去除工艺各不相同，有机高分子造孔剂通常采用加热分解的方式去除，液体造孔剂则可以通过结晶升华去除，盐类通过用水浸滤去除，陶瓷粉末则通过适当的溶液浸滤去除。杭州陶飞仑新材料有限公司可根据客户要求定制化生产各种复合材料线膨胀系数要求的碳化硅陶瓷预制体。

立体光刻（SLA）：SLA 技术是目前商用效果比较好的陶瓷 3D 打印技术，常用于制备高精度、复杂形状的陶瓷材料。 SLA 打印原理是采用陶瓷粉体、光固化树脂以及添加剂（如光引发剂、稀释剂等）均匀混合成打印浆料，保持浆料的固含量在 50% 以上以保证经脱粘、烧结后的陶瓷零件能够保持原形貌。首先将打印参数、3D 模型输入计算机，由计算机控制打印头移动，打印头发射的激光选择性地照射在浆料表面，光引发剂吸收对应波长的激光后受激产生自由基，引发光固化树脂的光聚合过程，将陶瓷粉体填充在固化后的树脂骨架中，通常是点对线、线对层，一层打印完成后，打印台向下移动，然后进行逐层打印，获得陶瓷预制体，再通过脱粘、烧结等过程，得到**终陶瓷零件。杭州陶飞仑研制的碳化硅陶瓷预制件无二氧化硅玻璃相，对复合材料热导率无抑制作用。河南质量碳化硅预制件推荐厂家

杭州陶飞仑新材料有限公司生产的多孔陶瓷骨架采用不同的成型方法可制得形状复杂的预制件。使用碳化硅预制件结构设计

常见方法有颗粒堆积法、冷冻干燥法、溶胶凝胶法等，近年来兴起的3D打印技术也可以用来直接打印制备出多孔结构。颗粒堆积烧结法是**为简单的制备多孔碳化硅陶瓷的方法。该法的原理是利用陶瓷颗粒自身的烧结性能，在不同的SiC颗粒间形成烧结颈，从而使得颗粒堆积体形成多孔陶瓷。为了降低烧结温度，通常添加一定量熔点较低的粘结剂使不同SiC颗粒之间形成连接。由于颗粒堆积烧结法中所有的孔隙都是由SiC颗粒之间的堆积间隙转变而来的，因此，通过改变粉末尺寸、粘结剂种类及添加量和烧结参数，可以控制多孔陶瓷成品的孔率和孔径。使用碳化硅预制件结构设计

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