鋁基碳化硅（Al/SiC）復(fù)合材料是一種金屬基復(fù)合材料，既有合金的韌性，又有碳化硅的高硬度、高導(dǎo)熱、低膨脹與優(yōu)異的耐磨性，可應(yīng)用于衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件、激光通信轉(zhuǎn)臺和無人機機身的制造，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)件的輕量化（輕量化率≥30%），同時保障設(shè)備在極端惡劣環(huán)境下服役的穩(wěn)定性和可靠性。該材料在航空航天、電子封裝、新能源汽車等領(lǐng)域重要的應(yīng)用價值。

僅作展示，圖文無關(guān)

行業(yè)應(yīng)用痛點

盡管鋁基碳化硅（Al/SiC）特性優(yōu)異，工業(yè)應(yīng)用需求旺盛，但碳化硅的存在使得其加工難度、周期與成本都居高不下，一定程度上限制了其更廣泛的應(yīng)用。目前，金屬激光熔覆增材制造工藝可以制備低體份（15%以內(nèi)）鋁基碳化硅，但產(chǎn)品性能與應(yīng)用需求差距較大。間接增材制造結(jié)合熔滲工藝為鋁基碳化硅成型提供了新的思路。

創(chuàng)新技術(shù)方案光固化3D打印結(jié)合鋁合金溶滲

近期，依托乾度高科提供的光固化陶瓷增材制造裝備，國內(nèi)某科研單采用3D打印結(jié)合鋁合金熔滲工藝制備了高性能鋁基碳化硅材料，技術(shù)路徑如下：

1、首先將碳化硅粉體與光敏樹脂、分散劑等按照一定配比混合攪拌，得到低黏度、高固相含量、高活性光敏樹脂基碳化硅漿料；

2、隨后將漿料轉(zhuǎn)移至陶瓷光固化3D打印設(shè)備中，通過紫外光逐層固化，打印出碳化硅坯體；

3、然后對碳化硅坯體進行高溫脫脂處理，以去除坯體中的有機物，釋放坯體中的殘余應(yīng)力，得到具有一定孔隙結(jié)構(gòu)的碳化硅骨架；

4、最后通過滲鋁工藝使熔融鋁液充分浸滲填充碳化硅骨架中的孔隙，獲得致密均勻的鋁基碳化硅樣品。

圖1 陶瓷光固化3D打印設(shè)備（左）和碳化硅陶瓷坯體打?。ㄓ遥?/p>

圖2 鋁基碳化硅樣品

表1 鋁基碳化硅復(fù)合材料性能

材料

性能

密度

g/cm3

孔隙率

彎曲強度

MPa

彈性模量

GPa

導(dǎo)熱系數(shù)

RT，W?m-1?K-1

熱膨脹系數(shù)

30℃，×10-6 K-1

Al/SiC

3.01

0.31

170

8.05

方案的技術(shù)優(yōu)勢與應(yīng)用前景

“光固化3D打印-脫脂預(yù)處理-滲鋁”的技術(shù)方案制備鋁基碳化硅產(chǎn)品，核心關(guān)鍵在于碳化硅漿料的固含量與脫脂后多孔碳化硅的機械強度，這是乾度高科陶瓷增材裝備的核心優(yōu)勢。跟傳統(tǒng)鋁基碳化硅材料制備工藝相比，這條技術(shù)路線具有周期短、性能優(yōu)、成本低等優(yōu)勢。此外，該技術(shù)方案打破了傳統(tǒng)制造工藝的局限性，拓展了鋁基碳化硅產(chǎn)品設(shè)計自由度；通過鋁合金熔滲工藝提高了鋁基碳化硅材料的致密度和強度，改善了材料的結(jié)構(gòu)均一性。

乾度高科的鋁基碳化硅技術(shù)有望助力以下多個領(lǐng)域取得應(yīng)用突破。

1、?航空航天領(lǐng)域

航天光機結(jié)構(gòu)定制，為高精度光學(xué)器件提供解決方案。

2、?電子封裝領(lǐng)域

雷達微波功率管封裝底座、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）基板等，相比傳統(tǒng)鎢/銅（W/Cu）合金可減重80%以上。

3、?熱管理領(lǐng)域

隨著800V高壓快充碳化硅平臺在新能源汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，碳化硅器件在高端車型中的滲透率已突破30%，鋁基碳化硅材料的需求也將持續(xù)增長。

江蘇乾度智造高科技有限公司采用光固化3D打印結(jié)合鋁合金熔滲工藝制備了高性能鋁基碳化硅材料，打破了傳統(tǒng)制造工藝的局限性，為復(fù)雜、精細結(jié)構(gòu)鋁基碳化硅產(chǎn)品的快速、低成本、高精度制造提供了新方案。公司將為航空航天、半導(dǎo)體、新能源等領(lǐng)域客戶不斷優(yōu)化技術(shù)方案，提供優(yōu)質(zhì)裝備與技術(shù)服務(wù)。

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