[發明專利]一種激光3D打印用碳化硅復合粉體及其制備方法

在審

• 申請號: 202210189310.7
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114409408A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 陳照峰;劉天龍;楊麗霞
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/80;C04B35/626;B33Y70/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種激光3D打印用碳化硅復合粉體及其制備方法，碳化硅復合粉體由碳化硅顆粒、界面改性短切碳纖維及酚醛樹脂構成，其中碳化硅顆粒占55～75wt％，界面改性短切碳纖維占10～25wt％，酚醛樹脂占15～20wt％；所述界面改性短切碳纖維界面層為熱解碳/碳化硅復合界面；一種激光3D打印用碳化硅復合粉體制備方法，其特征在于包括以下順序步驟：

(1)將短切碳纖維分散在石墨模具中置于化學氣相沉積爐，采用化學氣相滲透工藝在碳纖維表面沉積一層熱解碳界面，反應氣源為丙烯和Ar，二者氣流量比為1∶2，沉積溫度為900～1100℃，沉積厚度約為0.1～0.5μm；

(2)沉積熱解碳界面后，采用化學氣相滲透工藝在碳纖維表面繼續沉積一層碳化硅界面，反應氣源為三氯甲基硅烷、H₂和Ar，三者氣流量比為1∶10∶10，沉積溫度為950～1200℃，沉積厚度約為0.1～2μm，得到熱解碳/碳化硅復合界面改性短切碳纖維；

(3)以無水乙醇為溶劑，采用磁力攪拌，將酚醛樹脂配制為質量分數為10～40wt％的酚醛樹脂溶液，轉速為120r/min；

(4)在酚醛樹脂溶液中逐量加入界面改性短切碳纖維和碳化硅粉體，并在150r/min轉速下進行充分地攪拌，使界面改性短切碳纖維和碳化硅均勻分散，攪拌時間為2～8h；

(5)將均勻分散后的漿料置于60℃恒溫烘箱中進行干燥處理，干燥時間8-16h；

(6)將烘干后的粉末聚集體通過粉碎機進行粉碎后放入球磨機中球磨，設定以180r/min的轉速正反轉各0.5h，球磨2-4h，最后將粉末過160目篩，得到激光3D打印用碳化硅復合粉體。

2.根據權利要求1所述的一種激光3D打印用碳化硅復合粉體及其制備方法，其特征在于所述的界面改性短切碳纖維界面層為熱解碳/碳化硅復合界面，其中熱解碳界面層為熱應力過渡層，碳化硅界面層為熔體屏障層。

3.根據權利要求1所述的一種激光3D打印用碳化硅復合粉體及其制備方法，其特征在于所述的碳化硅復合粉體采用基于溶劑蒸發法的均勻混合技術。

4.根據權利要求1所述的一種激光3D打印用碳化硅復合粉體及其制備方法，其特征在于所述的碳化硅粒徑為碳化硅粒徑為0.1～100μm，界面改性短切碳纖維直徑為4～10μm，長徑比為5～12，所述酚醛樹脂為熱固型。