连续纤维增强陶瓷基复合材料增材制造研究进展

摘要

连续纤维增强陶瓷基复合材料(Continuous Fiber Reinforced Ceramic Matrix Composites, CFRCMCs)因其卓越的高温强度、断裂韧性和热稳定性，在航空航天、能源等极端环境领域具有广泛的应用前景。然而，传统制备工艺复杂、周期长、成本高，难以满足复杂构件制造需求。增材制造(Additive Manufacturing, AM)技术为CFRCMCs的快速、定制化成型提供了革命性新途径。本综述系统梳理了CFRCMCs增材制造的研究进展：首先概述了适用于CFRCMCs的AM工艺，指出材料挤出(Material Extrusion, ME)是当前研究的主流技术，包括熔融沉积成型(FDM)和直接墨水书写(DIW)等，并简要介绍了其他AM工艺在CFRCMCs制备中的探索进展。本综述重点分析了CFRCMCs在AM过程中面临的关键工艺挑战与相应对策，包括浆料流变学设计与可打印性调控、纤维—基体界面精确调控、致密化工艺及孔隙控制。本文还深入探讨了采用AM所制CFRCMCs的增韧机制，如界面脱粘、纤维桥接与拔出、裂纹偏转等，并且展示了AM技术在制备超高温抗烧蚀、电磁吸波/透波、生物医学支架等特殊功能复合材料方面的巨大潜力。最后，文章对AM技术的未来发展进行了展望。

关键词

增材制造 / 连续纤维增强陶瓷基复合材料 / 材料挤出 / 立体光固化 / 粉末床熔融