活性填料对聚碳硅烷基悬浮液直写成形3D碳化硅的影响

摘要

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,w(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m(Ti)/m(PCS)的值从0增加到1.0,1450°C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.