低热膨胀堇青石陶瓷

近零热膨胀

一种可3D打印的堇青石陶瓷，烧结后实现近零热膨胀，且经热等静压后弯曲强度高达196.8 MPa，适合制造高稳定轻质构件。

Pengxian, Hui · Ji, Haohao · Ge Y. · 赵瑾 · Wenlong, Liu · 王士维 · Liu, Dianzi · 张键

Materials and Design 2026

具体参数

弯曲强度

{'zh': '196.8', 'en': '196.8'} MPa

平面尺寸偏差

{'zh': '0.25', 'en': '0.25'} %

热膨胀系数

{'zh': '−0.45 to 0.05', 'en': '−0.45 to 0.05'} ×10⁻⁶/K

技术优势

参数解耦优化

分层筛选将尺寸与强度优化分阶段进行，避免多目标冲突，使得在满足尺寸精度前提下强度最大化。

生坯高精度成形

最优参数下生坯平面尺寸偏差仅0.25%，为后续烧结和轻量化设计提供可靠基底。

强度大幅提升

烧结体经热等静压后弯曲强度达196.8 MPa，满足承载要求。

近零热膨胀

成功打印的148 mm轻量化反射镜在0–50 °C范围内热膨胀系数为−0.45至0.05×10⁻⁶/K，几乎不随温度变形。

应用场景

• 光学反射镜：制备热膨胀近零的轻量化反射镜，避免温度变化导致面形畸变。
• 轻质结构件：通过3D打印复杂拓扑轻量化结构，并保证高强度和尺寸精度。
• 陶瓷3D打印：数据驱动优化克服参数耦合，实现高质量堇青石陶瓷打印。
• 精密仪器：提供高尺寸稳定性与强度，适用于精密仪器中受温度影响小的部件。