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随着特种陶瓷在各种高尖端领域发挥着愈加重要的作用,高性能微纳陶瓷的需求日益增长。陶瓷器件的功能化取决于物理结构上微宏观多层次有序调控与化学材质上多组份分子结构重组,但因传统陶瓷制备工艺的限制,工业中使用的陶瓷制品往往只具备简单的三维形状,无法得到具有复杂微纳结构的高性能陶瓷器件。结合前驱体转化陶瓷技术和高精度增材制造技术,不仅能够在陶瓷物理结构上实现微纳尺寸精度多层次有序调控,还能在化学材质上进行多组份分子结构重组,实现宏/微/纳观多尺度的材料与结构的设计,得到具有热机械性能良好,轻量化、多功能复杂微纳结构陶瓷器件。本文研究了适用于光固化3D打印的有机陶瓷前驱体材料,通过金属醇盐和活性填料的添加有效调控材料微结构、控制收缩,合成了具有高固化强度、高光敏性、低粘度新型陶瓷前驱体光敏树脂,通过数字光处理(DLP)3D打印技术打印了复杂八角点阵结构,在500~1200摄氏度、氮气氛围中裂解得到了力学性能良好、收缩均匀的SiOC陶瓷样品,并详细研究了陶瓷化过程中的相变、微结构、体积收缩等内容。本文的主要内容如下:1、基于溶胶凝胶法合成了Zr、Ti共掺的有机硅光敏树脂,通过DLP技术成功打印了不同固化厚度(25/50/100μm)的点阵结构,在氮气气氛中不同温度下可得到结构完整且致密的点阵结构SiOC陶瓷,1200℃下体积收缩达到35%,质量损失达到55%。随着裂解温度升高,点阵结构陶瓷机械性能明显改善,硬度从5.11GPa提高到7.61GPa,弹性模量从35.3GPa提高到62.1GPa。掺杂的Ti、Zr在陶瓷基质的纳米晶区域富集,起到了钉扎作用,有效的改善了点阵结构陶瓷的力学性能。2、通过球磨在有机硅光敏树脂中成功掺杂了纳米钛粉,由于纳米钛粉的散射和吸收,随着掺杂量的增加,透射系数深度和临界曝光值明显减小,掺杂量为0.05%、光强为5mW/cm~2时可实现光固化3D打印,1000℃惰性气氛下裂解后SiOC陶瓷结构致密。样品在裂解前后的体积在40%左右,裂解后结构完整,无明显缺陷。掺杂的Ti原子在点阵结构中混合均匀,质量分数达到0.6wt%。