黏结剂喷射增材制造结合液硅反应熔渗制备SiCw/SiC陶瓷的微观组织和力学性能

SiC陶瓷凭借其高强度、高硬度和低密度等优势，在航空航天、核电工业等领域有着广阔的应用前景。但由于SiC加工难度高、韧性低，阻碍了其广泛应用。为解决上述问题，本研究采用黏结剂喷射增材制造(BJAM)结合液硅反应熔渗技术(LSI)制备了不同碳化硅晶须含量(SiC_w)的SiC_w/SiC复合材料。结果表明，当SiC_w含量达到7.5%(体积分数)时，材料的弯曲强度和断裂韧性达到最大值分别为215.29 MPa和3.25 MPa?m^1/2，硬度则在SiC_w为5%达到23.06 HV的峰值。但当SiC_w含量继续升高后，材料内部残余硅相含量提升，力学性能发生恶化。对打印初坯进行2次增碳可有效降低材料内部硅相含量，弯曲强度、断裂韧性和硬度最大分别提升10.15%、10.46%和10.58%。引入的SiC_w通过偏折裂纹、拔出和折断等方式起到了对复合陶瓷材料的增强增韧作用。