3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料研究现状及展望

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作   者：

李天杨;  张垚;  龚小龙;  刘凯;  杨梅君;  章嵩;  韩潇;  杨丽霞;  闫春泽;  史玉升; 

作者机构：

武汉理工大学 材料科学与工程学院;  北京空间机电研究所;  材料成形与模具技术国家重点实验室;  武汉理工大学材料科学与工程学院;  南京航空航天大学材料科学与技术学院;  材料复合新技术国家重点实验室; 

关键词：

陶瓷基复合材料;  纤维增强;  增材制造;  碳化硅陶瓷;  离散纤维;  连续纤维; 

期刊名称：

精密成形工程

i s s n：

1674-6457

年卷期：

2024 年 16 卷 012 期

页   码：

14-34

摘   要：

碳化硅陶瓷是一类先进结构材料,具有低密度、高强度、耐腐蚀等优点,然而,碳化硅陶瓷自身的高硬度、高脆性导致其复杂结构件难以制造.3D打印技术的发展为复杂异形陶瓷构件的成形开辟了新途径,但与注射、等静压、凝胶注模等方法相比,其力学性能仍有不足.纤维增强是一类提高碳化硅陶瓷材料力学性能的可靠方法,纤维的引入不仅提高了碳化硅陶瓷的强度,而且改善了碳化硅陶瓷材料的韧性.因此,3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料逐渐成为研究热点.本文对国内外纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料3D打印技术的最新研究进行了回顾,总结了用于3D打印碳化硅陶瓷增强的纤维种类和纤维预处理方法;依据纤维的连续性对纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的3D打印工艺进行了概括,分析了各种3D打印工艺制备的碳化硅陶瓷基复合材料的力学性能,并介绍了 3D打印纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的应用领域,对未来发展方向作出了展望.旨在为碳化硅陶瓷基复合材料的增材制造技术研究提供参考.