碳化硅陶瓷的SLS成形及后處理研究.pdf

1、碳化硅陶瓷具有密度小，熱膨脹系數(shù)小，耐磨性能好，硬度高，熱穩(wěn)定性好，高溫強(qiáng)度大，熱導(dǎo)率大以及抗熱震等優(yōu)良特性，有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域和前景。然而其具有的高強(qiáng)度、高硬度等特點(diǎn)給其成形、加工帶來(lái)了很大困難。而選擇性激光燒結(jié)技術(shù)可直接根據(jù)實(shí)體的CAD模型，成形復(fù)雜形狀的原型或零件。利用選擇性激光燒結(jié)成形碳化硅零件有很大發(fā)展前景，而國(guó)外還處于初步研究階段，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有相關(guān)的報(bào)道。本文的目的就是研究選擇性激光燒結(jié)碳化硅及其成形后處理工藝，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論

2、如下：
　　 對(duì)碳化硅陶瓷預(yù)成形坯的選擇性激光燒結(jié)成形進(jìn)行了研究。分析碳化硅陶瓷選擇性激光間接燒結(jié)原理及特點(diǎn)，探討CO2和YAG兩種激光器間接成形碳化硅機(jī)理和區(qū)別，比較幾種粘結(jié)劑的成形性，并對(duì)選擇性激光成形碳化硅粉末的成形工藝參數(shù)：預(yù)熱溫度、激光功率和掃描速率進(jìn)行優(yōu)化，以及綜合考慮其它因素，確定最佳的成形參數(shù)為：
　　 采用-280 目的碳化硅粉，粘結(jié)劑為環(huán)氧樹(shù)脂E06，確定最低的粘結(jié)劑含量為2wt%，連續(xù)式CO2激光器

3、，預(yù)熱溫度為40℃，激光功率15W，掃描速度2000mm/s，掃描間距0.1mm，單層層厚0.1mm。
　　 研究了環(huán)氧樹(shù)脂在保護(hù)氣氛和空氣中的熱解行為，并根據(jù)其熱解行為確定選擇性激光燒結(jié)碳化硅形坯的真空脫脂工藝和氧化脫脂工藝；也對(duì)脫脂后的碳化硅進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)研究，脫脂預(yù)燒后的孔隙率為54.9%。
　　 對(duì)多孔碳化硅零件浸滲環(huán)氧樹(shù)脂E-42和Novolac型酚醛樹(shù)脂得到聚合物基復(fù)合材料，其三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為65.3Mpa；也探

4、討采用選擇性激光燒結(jié)和金屬直接氧化法技術(shù)相結(jié)合的工藝，直接制備具有較高尺寸精度的復(fù)雜形狀的陶瓷基復(fù)合材料的零件，其陶瓷相和金屬相都成三維網(wǎng)絡(luò)狀分布，各相的體積含量：SiC為45.1%，Al2O3為32.7%，殘余金屬相為18.0%，孔隙率為4.2%，三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度為361.2MPa。
　　 通過(guò)本文對(duì)碳化硅SLS 成型工藝和后處理工藝進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究表明，選擇性激光燒結(jié)可用于成形碳化硅及其復(fù)合材料零件。這為日后將選區(qū)激光燒結(jié)工