陶瓷材料一般具有高的熔点（大多在2000钾霞石
℃水晶簇以上），且在高温下具有极好的化学稳定性；陶瓷的导热性低于金属材料，陶瓷还是良好的隔热材料。同时陶瓷的线膨胀系数比金属低，当温度发生变化时，陶瓷具有良好的尺寸稳定性。(SiC)陶瓷材料具备优异的力学、热学、光学性能,在国防工业和国民生产中应用广泛.然而,传统陶瓷成形工艺在制备复杂SiC构件时面临周期长、成本高、复杂结构成形难等问题.增材制造理论上可成形任意复杂结构,为复杂陶瓷构件的制备提供了有效手段,目前SiC陶瓷增材制造已成为本领域近年来的研究热点.本文针对SiC陶瓷增材制造的研究及应用进展进行了系统总结,详细论述SiC增材制造的原料设计与制备方法、工艺与装备、后处理技术、模拟仿真、性能评测及典型应用等内容,并对SiC陶瓷增材制造技术的未来发展进行了展望 碳化硅材料在不同领域的应用：
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碳化硅陶瓷材料具有耐高温、抗氧化、耐磨损、耐腐蚀、高比模量和比强度等优良性能[1~5],在航空、航天、核能和汽车等众多重要领域应用广泛.传统SiC陶瓷成形工艺包括等静压、流延成型、注射成形、注浆成型、凝胶注模等,通常采用模具辅助成形,烧结后还需进行机加工
处理得到所需SiC产品近年来,轻量化空间光学反射镜等高性能SiC构件的复杂度越来越高,对陶瓷成形工艺提出了更高的要求.然而,传统成形工艺常需借助模具,在制备复杂轻量化SiC构件时周期长、成本高,且大尺寸构件通常需通过拼接方法获得,导致废品率高,某些内部复杂结构很难甚至无法制造.增材制造技术无需模具,采用逐层叠加制造的原理,理论上可整体成形任意复杂结构,是实现复杂陶瓷构件整体化、轻量化、复杂化成形的有效途径.如图1所示,Si增材制造工艺的原料可以分为粉末、浆料/膏体、丝材、片材等.粉末成形工艺包括激光选区烧结和三维喷印;浆料/膏体成形工艺包括光固化和墨水直写成形丝材增材成形工艺一般指熔融沉积成形,材增材成形工艺一般指薄材叠层成形目前,基于增材制造的Si复杂构件整体成形工艺通常包括以下步骤:首先,设计并制备增材适应性原料,包括粉末、浆料/膏体、丝材和片材等;然后,通过增材制造工艺成形得到具有复杂结构的SiC瓷坯体;再对SiC陶瓷坯体进行碳化处理得到SiC陶瓷预制体;最后,对SiC陶瓷预制体进行烧结(包括反应烧结、化学气相渗透、先驱体浸渍裂解等),得到最终的SiC陶瓷制品.增材制造工艺既决定了原料的设计与制备方法,还关系到后续碳化和烧结工艺路线的制定.SiC材料和增材制造技术均被纳入“十四五”产业科技创新相关发展规划,是相关国家科研攻关、“卡脖子”核心技术突破与产业布局的基石.然而,SiC陶瓷增材制造在研发与推广应用中仍存在较多难点与挑战:增材制造成形SiC
桥梁应力检测陶瓷构件的精度和力学性能与传统工艺相比仍存在一定差距,大型一体化(米级尺寸)或小型精细化(微米级精度)SiC构件的增材制造仍存在一定技术难题;增材制造工艺与材料间的内在联系尚不明确,如何通过工艺调控实现材料形状、性能的协同控制仍是当前亟待解决的问题;SiC陶瓷构件增材制造还未建立完整的工艺和评价标准,工业化应用推广仍存在一定难度.为此,本文系统总结了国内外SiC陶瓷增材制造技术的研究及应用进展,详细论述了原材料设计与制备方法、增材制造工艺与装备、后处理技术、模拟仿真、性能评测等内容,简要说明了增材制造复杂SiC构件的典型应用,最后展望了SiC增材制造技术未来的发展趋势.希望可以为本领域的科研和工业生产人员提供一定的参考与指导,突破SiC陶瓷增材制造中的科学与技术难题,进一步推广。
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