近日，中国科学院上海硅酸盐研究所黄政仁研究员团队陈健研究员成功攻克了一项技术难题，让3D打印出来的碳化硅陶瓷即使在极高温度下也能保持优异性能，不再因高温而“掉链子”。这一突破，将为半导体、新能源等领域的高端设备在严苛环境下的稳定运行，提供强有力的技术支持。

MEX-3D打印SiC陶瓷流程图

碳化硅陶瓷是一种性能非常优异的材料，硬度高、耐热好，常用于制造光刻机、光伏设备等高端装备的核心部件。然而，由于它本身又硬又脆，传统方法很难加工出形状复杂的零件。3D打印技术虽然可以解决复杂形状的成型问题，但以往打印出来的陶瓷材料在超过1410摄氏度的高温下，性能大幅下降，限制了它的广泛应用。

面对这一难题，研究团队创新性地将三种工艺巧妙结合，形成了一套全新的复合制造方法。简单来说，就像是在3D打印出来的多孔陶瓷“骨架”中，注入一种特殊液体，经过加热处理，液体转化为无数微小的碳化硅颗粒，在材料内部形成一道坚固的“支撑网”。

PIP工艺抑制MEX结合常压固相烧结SiC陶瓷的尺寸收缩

这道“支撑网”带来了两大好处：一是大大减少了陶瓷在高温烧制过程中的收缩变形，让复杂零件尺寸更精准、不易开裂；二是彻底杜绝低熔点的物质产生，从根本上提升了材料的耐高温能力。

3D打印常压固相烧结SiC陶瓷的力热性能

实验证明，用这种新方法制造出的碳化硅陶瓷不仅密度高、强度好，而且在1500摄氏度的高温下，其强度几乎不下降，依然保持优异性能，导热性也十分出色。

这项技术实现了从材料到工艺的全链条创新，标志着我国在高性能陶瓷的3D打印领域迈出了关键一步。相关成果已发表于国际权威学术期刊《增材制造》（Additive Manufacturing），并申请了多项国家发明专利。

未来，这项技术有望应用于半导体制造、光伏新能源等高端装备中，帮助实现复杂结构陶瓷部件的自主化、精密化生产。

作者： 张力文、谢婧扬

编辑： 张怡婷（见习）