赵连仲，李周瑶，熊慧文，周科朝，张斗

活性填料对聚碳硅烷基悬浮液直写成形3D碳化硅的影响

赵连仲，李周瑶，熊慧文，周科朝，张斗

(中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083)

分别采用纳米钛粉(Ti)和氧化亚镍粉(NiO)为活性填料，聚碳硅烷(polycarbosilane，PCS)为碳化硅(SiC)陶瓷先驱体，以正己烷作为溶剂制备浆料，然后通过3D直写成形和高温裂解制备SiC陶瓷基复合材料，对浆料的流变性能以及SiC陶瓷基复合材料的物相和微观形貌进行表征，研究活性填料纳米Ti粉和纳米NiO粉对3D-SiC陶瓷基复合材料的物相与微观形貌的影响。结果表明，浆料的黏度与PCS的质量分数成正比，具有剪切变稀现象，(PCS)为75%的浆料具有稳定的打印性能。纳米Ti粉可有效降低成形坯体热处理过程中的质量损失率和线收缩率。随(Ti)/(PCS)的值从0增加到1.0，1 450 ℃高温裂解后陶瓷的质量损失率和线收缩率分别由18.29%和24.38%降低至14.05%和12.13%，所得陶瓷包含TiC和SiC两相，相比于Ti粉，NiO可作为SiC的表面修饰催化剂，并通过气−液−固(V-L-S)生长机制使SiC陶瓷表面原位生长SiC晶须团簇。

直写成形；聚碳硅烷；先驱体陶瓷；活性填料；碳化硅

从20世纪60年代诞生至今[1]，陶瓷先驱体聚合物已广泛应用于陶瓷薄膜[2−3]、纤维[4−5]以及块体材料的制备[6−7]。与传统的基于陶瓷粉末的粉末冶金工艺相比，先驱体聚合物的陶瓷转化温度更低且不需要烧结助剂，所得陶瓷材料为纳米晶结构，具有优异的抗高温蠕变性能[1]。先驱体聚合物作为一种高分子，适用于多种加工方式，如挤出成形[8]、吹制[9−10]、涂层[11−12]和纺丝[13−15]等，可制备传统陶瓷成形工艺难以获得的特种结构和性能。……