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SiOC陶瓷3D打印新进展

更新时间: 2024-12-12 16:57:24  查看次数: 52    
拉曼光谱是利用拉曼散射效应来研究分子结构的,用它可以清楚地分析出物质的变化情况。我们得到的 SiOC 陶瓷,它的组分密度挺高,成型效果也不错,不管是从宏观上看还是微观上看,结构都没有明显的缺陷。在热解过程中经过线性收缩后,测出来单层的厚度大概是 60 微米。在试样的等高线面上能看到明显的阶梯效应,这主要是因为软件在切片的时候产生的数据化信息导致的。可以通过优化切片程序,或者把打印层的厚度降低(比如降到 50 微米或者 25 微米)来让这个阶梯效应减弱。不过,在热解成瓷的时候,会有很多小分子气体跑出来,所以在高倍镜下还是能看到一些大概几微米宽的气孔,但是这些气孔对 SiOC 陶瓷的力学性能影响不大。
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我们研究的八角点阵 Octet truss 结构的前驱体转化 SiOC 陶瓷,和纳米基复合材料蜂窝结构 SiOC 陶瓷相比,比强度没有后者高。这是因为那种材料是用弹性体聚二甲基硅氧烷基纳米复合材料做前驱体,在 1300℃的高温下热解烧结转化来的,而且蜂窝结构也能很好地提高比强度。另外,在那个研究里,在 1300℃热解后会析出富集的β相 SiC 纳米晶,这样就使得那种 SiOC 陶瓷同时有非晶态和晶态两个相,达到了双相增强的效果。我们可以借鉴这个,选择碳氧比 C/O 更高的有机硅前驱体聚合物,然后再提高热解温度,促进β相 SiC 纳米晶的形成,这样就能进一步提高点阵结构 SiOC 陶瓷的比强度,甚至能达到理论极限。