一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法技术

本发明专利技术公开了一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法，包括以下步骤：称取碳化硅、碳纤维和硅微粉，真空烘干；碳纤维进行化学气相沉积处理，使碳纤维的表面形成无定形碳；碳化硅进行化学气相沉积处理，使碳化硅的表面形成硅薄膜；硅微粉、碳纤维和碳化硅混合均匀，获得混合粉；设置成形参数及扫描策略，将结构/功能件模型输出为STL格式并导入激光选区熔化成形设备；将混合粉通入激光选区熔化成形设备，在保护气的气氛下进行结构/功能件成形，实现碳化硅基陶瓷结构/功能件的增材制造。本发明专利技术安全高效，制造的结构/功能件致密度高且组织均匀，可实现近净尺寸成型，无需后处理。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法
本专利技术属于增材制造
，特别涉及了一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法。
技术介绍
增材制造技术的出现彻底颠覆了传统的减材制造思维，其能够实现任意复杂零件的快速制造；其利用计算机辅助设计，通过建模软件设计结构直接导出STL格式进行打印，可以实现无模快速成型。其中，选择性激光熔化(SLM)或者直接激光成型(DLS)能直接成型出高致密度、力学性能良好的金属零件。目前，氧化铝等部分陶瓷材料也能通过SLM(或DLS)直接成型，但是针对碳化硅陶瓷粉末高温直接升华的特点，无法通过SLM(或DLS)工艺直接利用碳化硅等粉末成型出碳化硅基陶瓷结构/功能件。目前传统的陶瓷材料的成型工艺有压制成型、直写成型、流延成型、注浆成型、等静压成型、凝胶注模等；其中，凝胶注膜因能实现近净尺寸成型，保证陶瓷坯体结构与组成均匀而被广泛研究。一般选择目标陶瓷粉末或其前躯体来进行凝胶注模，为保证浆料的流变性，浆料的固相含量不能过高，导致烧结后陶瓷的致密度一般较低，需要致密化处理。对碳化硅陶瓷其致密化处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，称取碳化硅、碳纤维、硅微粉和微量助烧剂等，真空烘干；/n步骤2，将真空烘干的碳纤维进行化学气相沉积处理，使碳纤维的表面形成无定形碳；/n步骤3，将真空烘干的碳化硅进行化学气相沉积处理，使碳化硅的表面形成硅薄膜；/n步骤4，将步骤1真空烘干的硅微粉、步骤2处理后的碳纤维和步骤3处理后的碳化硅混合均匀，获得混合粉；所述混合粉中，按质量份数计，碳化硅：硅微粉：碳纤维＝(0.16～0.24)：(0.056～0.084)：(0.024～0.036)；/n步骤5，设置成形参数及扫描策略，将结构/功能件模型输出为S...

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，称取碳化硅、碳纤维、硅微粉和微量助烧剂等，真空烘干；
步骤2，将真空烘干的碳纤维进行化学气相沉积处理，使碳纤维的表面形成无定形碳；
步骤3，将真空烘干的碳化硅进行化学气相沉积处理，使碳化硅的表面形成硅薄膜；
步骤4，将步骤1真空烘干的硅微粉、步骤2处理后的碳纤维和步骤3处理后的碳化硅混合均匀，获得混合粉；所述混合粉中，按质量份数计，碳化硅：硅微粉：碳纤维＝(0.16～0.24)：(0.056～0.084)：(0.024～0.036)；
步骤5，设置成形参数及扫描策略，将结构/功能件模型输出为STL格式并导入激光选区熔化成形设备；将步骤4获得的混合粉通入激光选区熔化成形设备，在保护气的气氛下进行结构/功能件成形，实现碳化硅基陶瓷结构/功能件的增材制造。


2.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法，其特征在于，步骤1中，碳化硅粒径为10～50微米；硅微粉粒径为1～40微米；碳纤维为短碳纤维，目数为200～500目。


3.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法，其特征在于，步骤1中，真空烘干时，烘干温度设置为160～200℃，真空烘干3～5h。


4.根据权利要求1所述的一种碳化硅陶瓷基复合材料结构/功能件的增材制造方法，其特征在于，步骤2具体包括：将真空烘干的碳纤维放入化学气相沉积炉中，通入氮气保护，升温至450～500℃；关闭氮气，以2～5L/min的速率通氢气，450～500℃下保温1～3h，关闭氢气；以6～10L/min的速率通氮气，升温至650～700℃；通入甲烷和氢气，保温1...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁中良，周航，王成玉，邱绍宇，李聪，孙超，张瑞谦，苗恺，潘小强，丁阳，朱丽兵，朱勇辉，李涤尘，
申请(专利权)人：西安交通大学，中国核动力研究设计院，上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61