连续纤维增强陶瓷基复合材料增材制造研究进展

刘文广，屈圣文，杨利华，徐祖权，王兴国，冯浩（景德镇陶瓷大学）

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