碳化硅（SiC）陶瓷由于其易氧化、難熔融、高吸光，成為3D打印陶瓷中亟待攻克的難題，目前大多數(shù)3D打印SiC陶瓷方法中打印材料固含量較低、硅含量較高、力學(xué)性能較低，普遍采用化學(xué)氣相沉積CVI（ChemicalVaporInfiltration）或者前驅(qū)體浸漬裂解PIP（PrecursorInfiltrationPyrolysis）等后處理工藝提高材料固含量來實現(xiàn)陶瓷材料綜合性能的提升，這樣勢必降低3D打印SiC陶瓷工藝的優(yōu)越性。

近日，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所黃政仁研究員團(tuán)隊陳健副研究員首次提出高溫熔融沉積結(jié)合反應(yīng)燒結(jié)制備SiC陶瓷新方法。該方法采用高溫原位界面修飾粉體，低溫應(yīng)力緩釋制備出高塑性打印體，獲得了低熔點高沸點的高塑性打印體，材料固含量超過60vol%；之后對塑性體進(jìn)行高密度疊層打印，打印的陶瓷樣品脫脂后等效碳密度可精確調(diào)控至0.80g·cm-3，同時對陶瓷打印路徑進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計，可在樣品中形成樹形多級孔道；最終陶瓷樣品無需CVI或PIP處理直接反應(yīng)滲硅燒結(jié)后實現(xiàn)了低殘硅/碳的高效滲透和材料致密化，SiC陶瓷密度可達(dá)3.05±0.02g·cm-3,三點抗彎強(qiáng)度為310.41±39.32MPa，彈性模量為346.35±22.80GPa，陶瓷力學(xué)性能接近于傳統(tǒng)方法制備反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷。相關(guān)研究成果發(fā)表在AdditiveManufacturing （doi.org/10.1016/j.addma.2022.102994），申請中國發(fā)明專利2項，同時該塑性體打印方法避免了微重力條件下粉體打印潛在的危害，為未來空間3D打印提供了可能。