SiC具有高强度、低密度、耐高温等诸多优异性能，是一种重要的结构陶瓷材料，被认为能在下一代航空发动机、航空反射镜镜坯、半导体零部件等诸多领域发挥巨大价值。然而，现有方法制备SiC陶瓷需要依赖模具，部分特别复杂SiC陶瓷甚至难以制备，这大大限制了其进一步应用。
近些年，增材制造技术的发展为复杂结构SiC陶瓷的制备提供了可能性。数字光处理 (DLP) 作为一种光固化增材制造工艺，具有很高的成形精度和成形质量，被广泛运用于生物支架、电子元器件、机械耐热结构件等精密陶瓷件的加工领域。虽然氧化物陶瓷的DLP制备比较成熟，但是SiC等非氧化陶瓷的DLP制造依然存在困难，主要难点在于：相比于各类氧化物陶瓷，非氧化物SiC陶瓷对紫外光具有更高的折射率和吸光度。因此，在DLP成形过程中紫外光被大量反射、散射和吸收，导致浆料固化深度低难以固化成形。
高温氧化能够使SiC粉体表面形成低折射率和低吸光度的SiO2壳层，有效降低DLP过程中紫外光能量的损失，大幅提高SiC浆料的固化深度，是SiC粉体的一种很好的改性方法。
华中科技大学史玉升教授团队的吴甲民副教授等人针对SiC浆料难以光固化的难题，提出了SiC粉体的高温氧化改性，氧化改性后的SiC粉体配制的陶瓷浆料具有良好的光固化效果，满足DLP 增材制造工艺制备的要求。 本文详细研究了SiC粉体在1000 ~ 15 00℃氧化1h的结果。研究发现，氧化保温时间不变，随着氧化温度的升高，SiC粉体的氧化程度先缓慢增大，随着氧化温度进一步提高SiC粉体的氧化程度会大幅增大。尽管SiC粉体氧化程度随氧化温度的升高而提高，但过高的氧化温度并不利于SiC粉体的改性效果。当氧化温度为1300℃时，SiC粉体具有最佳的改性效果。此 时，SiC粉体紫外光吸收率由未氧化前的0.5065下降至0.4654，SiC浆料固化深度从未氧化前的22±4 μm提高到59±4 μm。基于上述研究，本文成功实现了SiC陶瓷的DLP的制备。
SiC粉体氧化前后的SEM图：(a) SiC粉体(C0); (b)-(d) 分别是1100 ℃ (C2), 1300 ℃ (C4)和1500 ℃ (C6) 氧化的粉体。
SiC粉体表面元素分析：(a)-(d) 分别是C0,C2,C4和C6组粉体表面元素占比分析。
C2, C4和C6组XPS图：(a)-(c) 全谱图; (d)-(f) Si 2p的精细图谱。
四组粉体的FTEM图：(a) C0组粉体表面微观形貌, (a1)-(a2) 表面晶格图; (b)-(d) C2, C4和C6组粉体的表面形貌; (e) C4组粉体氧化层的EDS图。
SiC粉体的紫外光吸收率图：(a) SiC粉体的紫外光吸收率随波长的变化; (b) SiC粉体在波长为405nm处的吸收率。
SiC浆料的固化特性：(a) 浆料固化深度随曝光时间的变化; (b) 不同氧化温度下的固化深度变化。
DLP制备的复杂结构SiC模型及实物图：(a)-(c) 复杂结构件的数据模型; (d)-(f) 复杂结构件的素坯。
不同保温时间下SiC烧结件表面与横截面的微观形貌：(a,b)1h, (c,d)2h, (e,f)3h。
