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行拓撲優(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3.05±0.02g·cm-3,三點抗彎強度為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。