本文主要探讨了碳化硅(SiC)陶瓷预制体的制备技术,特别关注选区激光烧结(SLS)工艺的应用及其对成形性能的影响。作者提出了一种创新的方法,即通过选区激光烧结法制备SiC陶瓷预制体,这种方法结合了表面改性和粉末烧结技术,旨在优化烧结过程并提高最终产品的性能。 首先,研究者着重讨论了SiC陶瓷表面改性对激光烧结成形性的重要性。他们发现,使用硅烷偶联剂KH-570(5%浓度)对SiC陶瓷粉末进行处理后,显著提高了其激光烧结的成形性。这表明表面改性能够增强粉末与激光束的交互作用,减少缺陷,从而提升烧结件的尺寸精度和质量。 其次,文章详细介绍了粉末烧结工艺参数的选择,特别是无机磷酸二氢氨含量的控制。实验结果显示,在激光能量密度范围0.10~0.12 J/mm²内,适当含量(8%)的粘结剂能够确保烧结的成功进行。当激光能量密度设定为0.11 J/mm²时,烧结件的密度达到2.31 g/cm³,表现出良好的致密度,同时抗弯强度达到了0.81 MPa,显示了较好的力学性能。 进一步的研究还涉及SiC陶瓷烧结件的后续处理,即热脱脂和真空压力渗铝。热脱脂过程中,观察到生成了SiP2O7,被解释为新的粘结剂,有助于增强材料的整体连接性。而在真空浸渗过程中,仅微量生成了AlPO4新相,表明渗铝过程相当有效,且没有其他残留物,保证了成分的纯度。此外,SiC陶瓷颗粒在烧结件中的分布均匀,颗粒大小搭配得当,形成了致密的微观结构。 最后,文章强调了这种选区激光烧结技术在实现SiCp/Al复合材料近净成形方面的潜力。通过精确的激光切割和烧结,可以制造出与CAD模型高度匹配的外形,减少了后续加工的需求,节省了成本并提高了生产效率。 本研究为碳化硅陶瓷预制体的制备提供了一种新的工艺路径,通过优化表面改性、选择合适的激光烧结参数以及后续处理步骤,有望实现高性能SiC基复合材料的高效生产。这项工作对于推动陶瓷材料在高温、耐磨、耐腐蚀等领域的应用具有重要的工程价值。
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