日前，国防科大航天科学与工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室研究人员在《Small Methods》上发表题为Versatile Thermal-Solidifying Direct-Write Assembly towards Heat-Resistant 3D-Printed Ceramic Aerogels for Thermal Insulation（用于隔热的耐高温3d打印陶瓷气凝胶的通用热固化直写策略）的研究论文，基于该策略所打印的陶瓷气凝胶在空气中表现出优异的高温稳定性，可达1000℃(线性收缩率小于5%)。
原文链接：
//onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smtd.202200045
文章简介
研究背景
陶瓷气凝胶是一种由纳米结构和大量空气组装而成的轻质固态材料，具有高孔隙率、大表面积、低热导率和优异的化学稳定性等特点。这些优异的性能使得陶瓷气凝胶在保温、催化、过滤、环境修复、储能等领域具有广泛的应用前景。传统的陶瓷气凝胶在成型和加工过程中出现难以避免的脆性。因此，基于减材质造技术获得定制设计的陶瓷气凝胶结构和几何形状仍然具有挑战性。
研究内容解读
图l 用于制备陶瓷气凝胶的通用热固化直写3D打印示意图。
图2 陶瓷油墨的流变性能。a)纳米二氧化硅在聚合物水溶液中的粘度随剪切速率的变化。插图显示光学不同含量纳米二氧化硅水溶液的照片。b)纳米二氧化硅水溶液的存储(G)模量和损失(G)模量随剪切应力的变化。c)不同陶瓷油墨粘度随剪切速率的变化。d)不同陶瓷油墨的储存(G)模量和损耗(G)模量为剪应力的函数。e)触变试验的粘度与时间的函数。f）油墨状态演变示意图。
图3具有不同结构和几何形状的3d打印气凝胶的热固化直写3D打印过程。a)金字塔形PS气凝胶整体。b)矩形PTs气凝胶支架。c)三角形PAS气凝胶整体。
图4 直写3d打印的细丝、微结构和物体。a)不同直径喷嘴挤出墨水的光学照片。b) PS墨水热固化前后的构造高度。c)光学照片，d)细丝显微结构，e) o.4 mm直径喷嘴打印PS气凝胶支架的逐层堆积结构。f)层堆积结构，g)光学照片，h) 1.20 mm直径喷嘴打印PTs气凝胶支架的逐层堆积结构。
图5 3D打印气凝胶的形态、纳米级多孔结构和化学成分。
图6 3D打印二氧化硅气凝胶的力学和耐热性。a) 3d打印二氧化硅气凝胶的耐高温原理图。b)不同热处理温度气凝胶整体的线性收缩。c) PS气凝胶整体的压应力-应变曲线和d)杨氏模量，e）3d打印的硅气凝胶在炉中1100℃温度热处理2h前后的eXRD图谱。
图7 3d打印氧化铝-二氧化硅气凝胶和二氧化钛气凝胶的力学和耐热性。
图8 3d打印陶瓷气凝胶的隔热性能。a)在异形铝合金平台上配套安装3d打印陶瓷气凝胶屏蔽板(壁厚5mm)。b)安装在100℃热源表面的PTS气凝胶屏蔽(b1)和PAS气凝胶屏蔽(b2)的红外图像。c-e)不同热处理温度下3d打印气凝胶的导热系数与密度的关系。f)不同气凝胶材料的导热系数与密度的关系。(g, h) 3d打印气凝胶盾牌在900℃煅烧前和h)后的温度记录
——END——
该文章发布的目的在于传递更多信息，如涉及作品内容、版权或其它问题，请于我司联系，我们将在第一时间删除内容！
直写3D打印学术交流群
限时开放，诚邀你的加入！
为方便从事“直写3D打印”相关领域的科研人员进行交流学习，中国九游会科技建立了“直写3D打印”研究领域的学术交流群，清华大学博士、挪威科技大学博士后将作为群顾问，欢迎相关领域的研究人员扫描下方二维码添加小编微信，备注：姓名-单位-研究方向，即可加入学术交流群，快速结识众多同研究领域的优秀人才！
关于中国九游会科技
深圳中国九游会科技有限公司成立于2015年，是一家以陶瓷增材制造技术为核心的高科技公司。
公司拥有以清华大学博士后、挪威科技大学海归博士等为主体的研发团队，致力于为客户提供完整的“陶瓷3D打印设备+陶瓷3D打印材料+陶瓷烧结工艺”整体解决方案！
目前，公司自主研发的一系列精细直写陶瓷3D、4D打印设备，生物直写陶瓷3D打印设备，光固化陶瓷3D打印设备以及相关陶瓷3D打印材料，已服务清华大学、哈尔滨工业大学、北京科技大学、北京理工大学、西北工业大学、四川大学、国防科技大学、深圳大学、中国科学院、燕之屋丝浓食品等全球100+家顶尖科研院所。
扫二维码用手机看
版权所有 2021 深圳中国九游会科技有限公司 网站建设：