陶瓷、复合材料，深度透视粘结剂喷射3D打印技术​的材料与应用发展
随着陶瓷增材制造技术与材料技术的继续发展，基于光固化、粘结剂喷射、材料挤出3D打印技术的应用将得到不同程度的加强，应用领域预计将扩展至汽车、牙科、能源、电子等更多领域。本期，从粘结剂喷射金属3D打印陶瓷及复合材料材料与应用的角度，与网友一起来进一步领略陶瓷、复合材料与粘结剂喷射3D打印技术结合的发展逻辑。
粘结剂喷射技术用于3D打印陶瓷材料的核反应材料存储器
© USNC
陶瓷、复合材料的别有千秋
到2025年，AMPOWER预计粉末床系统的市场份额将减少，例如金属中的粘接剂喷射（BJT）将加速上升。
不同类型的金属3D打印技术市场份额（2020年，2025年-预测）
© AMPower
粘结剂喷射金属3D打印技术，从生产效率、经济性的角度看充分的满足了面向量产的应用。
粘结剂喷射3D打印材料
而可打印材料的丰富多样（从金属到陶瓷，金属与金属的复合材料，陶瓷与金属的复合材料…)，使得粘结剂喷射这项技术的适用场景获得了进一步的延伸。
陶瓷
陶瓷3D打印企业将发力于生产级的陶瓷3D打印系统与材料的研发，同时更低成本与更高精度的3D打印技术进入市场。陶瓷增材制造的应用将在2025年之后经历一个增长拐点。主要原因是，陶瓷增材制造3D打印技术将逐渐成熟，市场上存在足够支撑这一技术应用发展的生产需求。粘结剂喷射工艺陶瓷制造技术正在不断发展，可用于先进陶瓷及传统陶瓷材料的制造，该技术具有可以生产多孔产品，材料选择灵活，尺寸限制不高，速度快、更容易实现规模化生产的优势。
随着陶瓷增材制造技术与材料技术的继续发展，基于光固化、粘结剂喷射、材料挤出3D打印技术的应用将得到不同程度的加强，应用领域预计将扩展至汽车、牙科、能源、电子、核能等更多领域。
l 核能
陶瓷包括不同成分的组合，其中SiC陶瓷不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度最好的材料。抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的。别名金刚砂。根据清华大学刘荣正副教授课题组在《科学通报》发表的评述文章“碳化物陶瓷材料在核反应堆领域应用现状”，新一代核能系统要求所用的材料具备更好的力学性能、热物理性能、抗辐照性能、耐蚀和抗热震性等，碳化物陶瓷材料是重点研究对象。
© 《碳化物陶瓷材料在核反应堆领域应用现状》
根据碳化物陶瓷材料在核反应堆领域应用现状一文：
碳化硅：SiC材料的共价键极强，在高温下仍能保持较高的键合强度，化学稳定性和热稳定性好，高温变形小，热膨胀系数低，非常适合用于高温环境中。SiC在核能系统中应用非常广泛，主要有四方面的应用：一是作为包覆燃料颗粒的包覆层。二是发展SiCf/SiC复合包壳，代替锆合金包壳使用。三是在气冷快堆中用作基体材料。四是在熔盐堆中作为结构材料使用。目前对SiC抗氧化性能提升的研究也在积极开展。
© 《碳化物陶瓷材料在核反应堆领域应用现状》
碳化锆：碳化锆(ZrC)是一种难熔金属化合物，具有极高的键能。与SiC相比，ZrC具有更高的熔点，更小的热中子吸收截面，且比SiC的高温力学性能和抗辐照性能更好。目前针对ZrC的研究也越来越多，一个重要的研究方向为将其作为新型包覆燃料颗粒的裂变产物阻挡层。
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