08
2024
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行业新知 | DLP 3D打印SiOC陶瓷在微波吸收领域的突破
作者：
行业新知
近日，南京工业大学Quan Li带领的团队在《Ceramics International》发表了题为Multiscale design and digital light processing preparation of high-strength SiOC ceramic metastructures for tuning microwave absorption properties的研究，利用数字光处理（DLP）3D打印技术制备高强度碳氧化硅（SiOC）陶瓷超材料，以实现对微波吸收性能的调控。研究结果展示了这种新材料在微波吸收领域的突破性进展。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0272884224010496
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研究内容
微波吸收材料对于隔离电磁辐射和减少雷达散射截面具有重要意义。传统的制造方法难以实现复杂的结构设计，而DLP 3D打印技术为高性能微波吸收材料的设计和制造提供了新的可能性。本文旨在开发一种新型无溶剂光敏聚硅氧烷预陶瓷，并通过DLP技术制备高强度、复杂结构的SiOC陶瓷超材料，以实现高效的微波吸收性能。
△图1，SiOC陶瓷制备路线示意图。
△图2，打光敏陶瓷的流变学性质。(a)粘度，(b)剪应力。
△图3，陶瓷固化前后的FTIR光谱。
△图4，(a)S25和主要原料的TG-DSC曲线，陶瓷的(b)热解温度曲线。
△图5，对应不同陶瓷前驱体的坯体及SiOC陶瓷部件。
△图6，(a)x射线衍射图谱，和（b-d）热解SiOC样品的拉曼光谱。
△图7，（a-c）由不同的预陶瓷获得的SiOC陶瓷的微观结构，结构复杂的(d) SiOC陶瓷部件，（e-j）抛光截面和GS-TPMS结构的局部放大。
△图8，不同SiOC陶瓷的(a)抗压强度，(b)强度-密度Ashby图。
△图9，S20、S25和S30样品的介电性能。(a)ε′, (b)ε", (c) tanδ, (d) Zr。
△图10，具有不同孔隙度和孔隙结构的SiOC陶瓷结构的等效介电常数。(a)εreff‘，(b)εreff’，(c) tanδ，(d) Zr。
△图11，不同孔隙度和孔隙结构的(a)S30-SiOC块，(b) GS-TPMS-20%，(c) GS-TPMS-51%，(d) GS-TPMS-67%，(e)蜂窝-51%
研究结论
本文开发了一种高效的无溶剂光敏聚硅氧烷预陶瓷，并通过DLP 3D打印技术制备出高强度、复杂结构的SiOC陶瓷超材料，实现了在微波吸收领域的重大突破。优化的结构设计和材料成分显著提高了材料的电磁性能和机械强度。未来的研究将进一步优化材料配比和打印工艺，以提升多孔陶瓷结构的性能和应用潜力。
通过这项研究，SiOC陶瓷在微波吸收领域展示了广阔的应用前景，为开发新一代高性能微波吸收材料提供了新的思路和方法。
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