摘要：光聚合3D打印技术已成功应用于制备形状复杂的碳化硅陶瓷。然而，感光树脂聚合收缩大、热解剧烈，导致陶瓷内部产生缺陷。近日，中国科学院空间应用技术与工程中心空间制造技术（SMT）重点实验室ShanLi教授团队联合中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制

光聚合3D打印技术已成功应用于制备形状复杂的碳化硅陶瓷。然而，感光树脂聚合收缩大、热解剧烈，导致陶瓷内部产生缺陷。近日，中国科学院空间应用技术与工程中心空间制造技术（SMT）重点实验室Shan Li 教授团队联合中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造技术重点实验室Cong cong Cui教授团队在《Ceramics International》期刊上发表了题为《Optimization of photosensitive resin formulation for additive manufacturing of high structural integrity SiC components》的研究，本研究提出了一种低收缩、高柔韧性的感光树脂配方，为紫外固化制备高结构完整性的碳化硅提供了有价值的参考。

原文链接：https://doi-org-s-2.proxy.itic-sci.com/10.1016/j.ceramint.2025.08.063

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研究内容

本文提出以固化收缩率低、柔韧性好的单官能团单体为主要原料，并引入三官能团低聚物来降低体积收缩率、提高力学性能。此外，加入分解温度较低的非反应性组分，可以缓解感光树脂在热解过程中产生的内应力。本文研究了不同树脂配方对聚合收缩率、热解行为、力学性能和光固化性能的影响，确定了最优的感光树脂配方。随后，将该树脂体系应用于大桶光聚合3D打印、低应力脱脂和液硅渗透工艺制备的SiC中。

以下是文章的研究方法及数据：

图1.CTFA /PUA/PEG感光树脂体系中聚合物网络形成示意图

图2. 感光树脂配方的聚合收缩

图3. 3D打印感光树脂样品的拉伸应变-应力曲线。（a）CTFA。（b）CTFA/PUA。

图4. (a) PEG-200的TGA-DTG曲线。 (b) CTFA/PUA (R4) 感光树脂体系。 (c) CTFA/PUA/PEG (R7) 感光树脂体系

图5.不同温度下CTFA、CTFA/PUA (R4)体系、CTFA/PUA/PEG (R7)体系气化产物的离子色谱图。(a) 200 °C。(b) 350 °C。(c) 450 °C

图6.(a) CTFA 和 (b) PEG-200 的可能分解途径

图7 .感光树脂体系的固化深度与光强度的关系

图 8。SiC浆料的特性。（a）不同角度下SiC浆料的堆叠状态视图。（b）SiC浆料的粘度与剪切速率的关系。（c）SiC浆料的固化深度与光强度的关系。（d）自上而下式槽式光聚合3D打印示意图

图9.不同感光树脂体系的厚壁SiC结构打印后的照片

图10 . 厚壁SiC陶瓷的照片。（a–c）印刷SiC。（d–e）脱脂SiC。

图11. 印刷SiC 微结构的 SEM 图像。（a、b）表面。（c、d）横截面

图12. 脱脂SiC 微观结构的 SEM 图像。(a, b) 表面。(c, d) 横截面

图 13.SiC光学镜模型

图14.轻质 SiC 光学镜的照片。（a）打印部件。（b）脱脂部件的表面。（c）脱脂部件的镜面。（d）反应熔体渗透后的烧结部

研究内容

结果表明:低温分解物含量由11%提高到21%,且具有开放的孔隙结构,有利于热应力的耗散和分解产物的扩散。因此,最佳感光树脂配方为CTFA/PUA/PEG=70/10/20。最后,将该最佳感光树脂应用于光聚合3D打印厚壁SiC陶瓷及轻质SiC光学镜的制备。厚壁结构及复杂几何形状在打印脱脂后保持良好的形貌,无翘曲、变形和分层现象。经反应硅渗透和抛光后,轻质SiC光学镜完全致密化,结构完整性良好。

来源：奇遇科技ADTE