β-Si₃N₄增强SiCN陶瓷

抗弯强度大幅提升

引入β-Si₃N₄填料后，DLP打印的SiCN陶瓷收缩降低、力学性能显著改善，且可成形复杂结构

Zhang, Zhongya · 张立娟 · 温广武 · Hou, Yongzhao · Zhu, Nannan · Zhong, Cheng · Xue, Jing · 魏春城 · 李双

Ceramics International 2025

具体参数

弯曲强度

{'zh': '253.0', 'en': '253.0'} MPa

断裂韧性

{'zh': '3.1', 'en': '3.1'} MPa·m¹/²

技术优势

强度大幅提升

20 wt% β-Si₃N₄时弯曲强度达253.0 MPa，填料促进了气体释放以保持结构完整性，且棒状颗粒增强能量耗散。

韧性显著改善

30 wt% β-Si₃N₄时断裂韧性达3.1 MPa·m¹/²，归因于棒状颗粒在断裂过程中的能量耗散作用。

收缩降低，不易变形

β-Si₃N₄填料的引入降低了聚硅氮烷衍生SiCN陶瓷的收缩，有利于保持打印件的尺寸精度。

应用场景

• 高强度陶瓷基复合材料：用作承载结构件，替代传统低强度陶瓷基复合材料。
• DLP 3D打印陶瓷部件：直接用于DLP打印复杂形状陶瓷零件，减少后处理工序。
• 复杂形状耐高温构件：制造一体化耐高温构件，如发动机喷嘴、涡轮叶片等。
• 航空航天热结构材料：用于飞行器前缘、燃烧室等承受热-力耦合的区域。