CN110330348A - 一种直写成型的SiCw/SiC复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直写成型的SiCw/SiC复合材料及其制备方法，其制备方法为：将PCS、SiCw加入有机溶剂中，加入酯类分散剂，并通过球磨一定时间，获得具有一定粘弹性的高晶须含量且均匀稳定的墨水。根据所设定的程序，在基板上逐层打印出三维结构，最后固化裂解即得SiCw/SiC复合材料。本发明利用挥发性有机溶剂和稳定性的交联剂实现了SiCw/PCS基有机浆料的稳定挤出，克服了以往的直写成型陶瓷悬浮液，特别时高晶须含量的悬浮液在成型过程中容易发生堵嘴、连续性差、浆料不稳定的弊端。所设计的浆料组分简单、合理，流变性可控性强，便于大规模的工业化应用。同时本发明制备的三维周期结构的尺度范围广，可结合SiC晶须的高强度和模量制备出强韧性好的3D‑SiCw/SiC基复合材料。

Description

一种直写成型的SiCw/SiC复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于三维立体结构成型范围，具体涉及一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，特别是涉及一种高含量定向碳化硅晶须增强碳化硅的复合材料及其制备方法。
背景技术
超音速武器系统和航空航天发动机的高功效、低消耗对材料的高温力学性能、抗烧蚀和轻量化提出了更高的要求。纤维增强SiC(SiCf/SiC)复合材料具有高比强度、高熔点、优异的抗烧蚀性能，其若用于发动机，可提高工作温度400～500℃﹑减重50％以上，是下一代航天器承热构件(如火焰筒、涡轮导向叶片、隔热屏、矢量喷管调节片等)的理想材料。目前，高温陶瓷及其复合材料(包括基体与增强体纤维)的制备方法主要为与先驱体相关的方法，如有机先驱体直接裂解法、无机非晶先驱体晶化法、有机杂化先驱体转化法以及聚合物浸渍裂解法(PIP)、化学气相渗透法(CVI)、液相硅浸渍法(LSI)以及泥浆浸渍热压法(SIHP)等。这些方法具备先驱体分子结构可设计性、制备温度相对较低等优势。但是，他们无论是制备单组元陶瓷、陶瓷复合材料基体，还是制备陶瓷复合材料增强体，均存在制备周期长、难以获得致密体、或设备昂贵等缺点。例如，采用PIP制备 SiCf/SiC复合材料时，需要预先采用聚碳硅烷PCS裂解制备SiCf，再进行纤维编织，然后再反复浸渍裂解，最后才获得SiCf/SiC复合材料。显然，该制备工艺十分繁琐，耗时很长。
3D直写成型技术是一种新型的无模成型技术，该技术借助计算机辅助设计和精密机械，精确控制悬浮液的沉积，通过逐层叠加的方式制备简单三维周期结构和含跨度(无支撑)或具有很大高宽比的复杂三维结构。与其他快速成型方法相比，直写成型技术具有显著优势：1)成型过程无需模具，生产周期短、效率高、成本低；2)可根据需求便捷地改变样品的形状和尺寸，生产灵活，控制精确； 3)原材料种类多样化，有无机非金属、金属和有机聚合物等；4)可制备生物、光学、电子等领域的功能材料，甚至是活体细胞。
将先驱体法和直写成型技术(属于增材制造技术)相结合，尽可能地快速近净成型高温陶瓷及其复合材料。具体为，将具有合适流变特性的超高温陶瓷的先驱体装载在打印头上，在预先设定程序的驱动下，三轴运动平台及打印头按既定轨迹将先驱体沉积在沉积台上，再通过直接裂解获得高温陶瓷；或者获得预先设计的纤维立体结构后再运用浸渍裂解、化学气相沉积或浸渗裂解等方法获得超高温陶瓷复合材料。该方法具有独特的先进制造性：(1)成型周期短，可实现高温陶瓷及其复合材料的快速自动成型；(2)设计性强，根据使用要求可设计任意纤维梯度密度的；(3)整体性好，三维纤维体的整体性远胜于常规的三维编织体； (4)部件多样化，可同时采用多个打印头制备大尺寸构件以及复杂形状的构件；(5)制备温度较低，对设备的要求不高；(6)普适性好，可拓展应用于多种超高温陶瓷体系，包括碳化物(SiC、TiC、ZrC、WC、MoC)、硼化物(ZrB2、TiB2、 HfB2、NbB2)、氮化物(Si3N4、TaN、HfN)及其多元复合体系(Si-B-C-N陶瓷、 Sialon)。
碳化硅晶须(SiCw)具有高强度和弹性模量，是作为陶瓷基体的有效增强体。同时，3D直写成型过程中浆料的挤出可促进晶粒的定向排列，有望获得定向排布的碳化硅晶须增强碳化硅复合材料，可解决传统3D打印的碳化硅复合材料强韧性差的问题。
然而到目前为止，还未有关于利用先驱体法和直写成型技术相结合获得 SiCw/SiC复合材料的报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种直写成型的高含量定向碳化硅晶须增强碳化硅(SiCw/SiC)复合材料及其制备方法。所述复合材料强度、韧性好；所述制备方法工艺简单、成本低、且能可控的获得复杂异形件。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，所述复合材料的增强体包含具有定向排列的SiCw晶须，所述SiCw晶须在复合材料中的质量分数为1-30wt％；所述复合材料的基体为由聚碳硅烷(PCS)裂解所得的SiC，所述复合材料通过 3D直写成型技术成型。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，所述SiCw晶须的长度为 10-100μm，直径为0.1-1μm。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，所述SiCw晶须在复合材料中的质量分数为10-22wt％。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，所述SiCw晶须为β态面心立方相结构，所述基体SiC呈无定形态或部分纳米晶的晶体结构。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，所述复合材料的增强体还包含填料。
本发明中的填料可以选自惰性填料，如SiC﹑TiC等，也可以选自活性填料，如金属Ti﹑化合物CrSi2等。
优选的，所述填料选自SiC﹑TiC、Ti、CrSi2中的至少一种。
优选的，所述填料在复合材料中的质量分数为0-60wt％。
进一步的优选，所述填料在复合材料中的质量分数为5-40wt％。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，以含SiCw的PCS为浆料，利用3D直写成型工艺，获得3D-SiCw/PCS三维结构，然后固化、裂解获得SiCw/SiC复合材料。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、浆料的配取
按设计组分配取SiCw﹑PCS、填料，酯类分散剂，加入有机溶剂中，获得混合液，将混合液球磨，球磨后，加入交联剂，获得待用浆料，将待用浆料装入 3D直写设备的针筒中，离心，得到直写浆料，
所述待用浆料中，固含量为50-70vol％；
步骤二：3D直写成型
根据设计的三维结构，将步骤一所得直写浆料通过3D直写设备逐层打印，即获得3D-SiCw/PCS三维结构；
步骤三：固化裂解
将步骤二所得3D-SiCw/PCS三维结构依次进行固化、裂解即得SiCw/SiC复合材料。
在本发明的制备方法中，步骤一中的固含量是指PCS﹑SiCw和填料的体积和占总待用浆料的体积含量。对于固含量需要有效控制，如果固含量过低，则打印线条出现变形流动，表面晶须的定向性变差。
优选的，所述待用浆料中，固含量为60-70vol％。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤一中，所述PCS 的平均分子量为500-3000，优选为1000-2000。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤一中，所述酯类分散剂选自甲基丙烯酸甲酯、聚异丁烯丁二酰亚胺、己烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯中的至少一种。
优选的，所述酯类分散剂选自甲基丙烯酸甲酯或三硬脂酸甘油酯。
优选的，所述酯类分散剂的加入量为SiCw质量的0.5-3.5％。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤一中，所述有机溶剂选自正己烷、环己烷、二甲苯、四氢呋喃或崁烯中的至少一种。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤一中，所述球磨时间为2-48h，优选为10-30h，球料比为(1-10)：1，优选为6：1，球磨转速为80-200r/min。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤一中，所述交联剂为聚二乙烯基苯(DVB)。
所述交联剂的加入量为PCS质量的5.0-30.0％，优选为12.5-25％。
实际操作过程中，混合液球磨完毕后，将球磨后所得的混合液倒入敞开容器中，在磁力搅拌下加入DVB，持续搅拌下，伴随着有机溶剂的挥发，直至待用浆料中固含量为50-70vol％。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤一中，所述待用浆料在室温下的粘度为20-2000Pa·s。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤一中，所述离心转速为500r/min-5000r/min、优选为1000-3000r/min，离心时间为5min-60min。
发明人发现，由于本发明所配取的浆料为高粘弹浆料，其中存在微气泡，很难消除，普通真空除泡不适合易挥发性溶剂，本发明采用的离心可将针管中浆料的气泡聚集至针管顶端并排除，可获得高致密的打印坯体。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤二中，将装有直写浆料的针筒与针头、活塞和导气管连接，之后将整体安装在Z轴上的夹具上；然后，借助计算机辅助设计的3D-SiCw/PCS三维结构，通过计算机自动控制安装在Z轴上的针筒的压力，使直写浆料从针嘴流出，并沉积在按照程序移动的X-Y轴成型平台上，从而获得第一层结构；随后，通过逐层打印的方式，获得复杂三维立体结构；所述压力范围为1-1000PSI，直写成型平台得移动的速度为0.1-500mm/s。
所述打印针嘴尺寸为100μm-400μm。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤二中，所述逐层打印过程中，打印高度为0.1-0.5mm、优选为0.1-0.3mm。
在本发明中，打印高度是指初始打印时(即打印层数为1时)，针头到基板的距离。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤二中，所述逐层打印过程中，打印第N层时，针头到N-1层的距离为0.1-0.3mm。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤二中，所述逐层打印过程中，打印速率为6-20mm/s。
在本发明中，直写挤出成型时，挤出线条的形貌主要通过打印高度﹑打印速率和浆料的固相含量相互协同来调控；在满足连续线条挤出的前提下，提高打印高度可获得周期性波浪或者卷曲形态的线条形貌，提高打印速率可获得线条直径变细，或波浪及卷曲程度减小的线条形貌，降低浆料粘度(浆料粘度主要由固含量控制)将获得线条圆形度下降且晶须定向排布效果变差的组织。
因此，对于打印高度﹑打印速率和浆料的固相含量均需要有效的控制，如果打印高度过高会使得挤出线条呈周期性卷曲，且线条振幅与打印高度呈正比；过高会降低挤出线条与基板的粘接力，甚至不能顺利沉积几何图形。打印高度过低会使得针嘴粘附浆料，易堵针嘴。而打印速率过慢，挤出线条堆积，易堵嘴，同时降低线条间的层高和间隙间距，不利获得高精度打印支架；打印速率过快，容易使得线条断裂，且挤出线条的直径变细。而固含量过低，则打印线条出现变形流动，表面晶须的定向性变差。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤三中，固化的温度为120-400℃，固化的时间为2-8h。
在本发明中，固化的操作在保护气氛或空气中进行均可，通过交联固化处理可防止打印SiCw/PCS支架在高温裂解过程中发生变形。
本发明一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，步骤三中，在保护气氛下，优选为氩气下，进行裂解，所述裂解温度为800-1400℃，裂解时间为 1-4h。
有益效果：
本发明的突出之处在于利用一种高晶须含量的稳态前驱体基有机浆料，结合 3D直写成型，通过先驱体交联固化﹑裂解转化，制备含定向排布晶须的SiCw/SiC 基复合材料。该高稳态的浆料含有易挥发的有机溶剂，可以提高挤出后线条的弹性模量，同时不易挥发的交联剂保持了浆料的打印稳定性，不会因为有机溶剂快速挥发引起挤出针嘴的堵塞；该发明制备的SiCw/SiC基复合材料的形状可调控性强，成型周期短；较传统方法制备的SiCf/SiC或SiCw/SiC复合材料的整体性强，微结构和成分更可控；该发明可结合高含量且定向排列的SiC晶须，来强化复合材料，制备出高强高韧的SiCw/SiC复合材料。
附图说明
图1为实施例1所得SiCw/SiC复合材料陶瓷支架的宏观形貌。
图2为实施例2所得不同打印高度和不同固相体积分数浆料打印后SiCw/SiC 复合材料的电子扫描显微形貌。其中，图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(f)分别为其他条件不变，固相含量为62.3vol％，打印高度分别为0.6mm,0.5mm,0.4mm 和0.3mm所得SiCw/SiC复合材料的电子扫描显微形貌；其中，图2(d)、图2(e)、图2(f)分别为其他件不变，打印高度为0.3mm时固相体积分数为57.7vol％,59.9 vol％和62.3vol％所得SiCw/SiC复合材料的电子扫描显微形貌；其中图2(g)、图2(h)、图2(i)分别为图2(d)、图2(e)、图2(f)基础上的倍数放大图。
图3为打印高度对打印出形貌的影响示意图。
图4为实施例3所得3D-SiCw/SiC复合材料的微结构和成分的扫描或透射图。
图5为实施例3所得3D-SiCw/SiC复合材料陶瓷支架的力学性能测试曲线及支架断裂后的断口形貌图，其中图5(a)为实施例3所得3D-SiCw/SiC复合材料抗弯强度和压缩强度的测试曲线图，图5(b)为实施例3所得3D-SiCw/SiC复合材料断裂后的断口形貌。
具体实施方式：
实施例1
分别称取8g﹑1.6g﹑4g和0.05g的PCS(SiC前驱体)﹑SiCw(晶须)﹑SiC 粉(惰性填料)和甲基丙烯酸甲酯(分散剂)；将其置入聚四氟乙烯球磨罐中，加入正己烷20g，并加入氧化锆研磨球40g，球的直径为8mm；随后进行球磨，转速为80r/min，球磨时间为24h；随后将浆料倒入烧杯中，加入聚二乙烯基苯 (交联剂)2.0g，进行磁力搅拌，并称量此时的溶液重量，伴随着正己烷的挥发，直至浆料的固相体积含量为60.2vol％时停止搅拌；将上述浆料置入针筒中，然后进行离心除泡，离心速率为2000r/min，离心时间为10min；随后将针筒取出，安装上3D直写成型设备，准备打印成型；打印针嘴为160μm，打印高度为0.3mm，是指当N等于1时，针头到基板的距离为0.3mm，那么，针头到N-1层的距离为0.3+0.15*(N-1)。打印速率为18mm/s，打印气和气压分别为氮气和65dpi；按照预设的模型，打印出SiCw/PCS基3D结构，然后置入空气中，温度250℃，保温4h；最后将交联后的3D构件置入氩气保护气氛中，加热置1200℃，保温2h，获得定向排列晶须增强的3D-SiCw/SiC基复合材料。其打印形貌如图1所示。经过检测，本实施例13D-SiCw/SiC基复合材料的孔隙率为62％，其抗拉强度为 32MPa，抗弯强度为43MPa且压缩强度为35MPa，SiCw在复合材料中的质量分数为13.6％
实施例2
本实施例2用于考察固相含量以及打印高度对SiCw/SiC基复合材料的影响，其中包含其他件不变，打印高度为0.3mm时，固相含量分别为57.7vol％,59.9vol％和62.3vol％所制得的复合材料，还包含其他条件不变，固相含量为62.3vol％，打印高度分别为0.6mm,0.5mm,0.4mm和0.3mm时所制得的复合材料。
分别称取8g﹑1.6g，2g和0.01g的PCS(SiC前驱体)﹑SiCw(晶须)和纳米 SiC粉末，甲基丙烯酸甲酯(分散剂)；将其置入聚四氟乙烯球磨罐中，加入正己烷18g，并加入氧化锆研磨球30g，球的直径为8mm；随后进行球磨，转速为 100r/min，球磨时间为12h；随后将浆料倒入烧杯中，加入聚二乙烯基苯(交联剂)1.0g，进行磁力搅拌，并称量此时的溶液重量，伴随着正己烷的挥发，直至浆料的固相体积含量分别为57.7vol％,59.9vol％和62.3vol％时停止搅拌；将上述浆料置入针筒中，然后进行离心除泡，离心速率为3000r/min，离心时间为5min；随后将针筒取出，安装上3D直写成型设备，准备打印成型；打印针嘴为160μm，打印高度为0.3mm，0.4mm，0.5mm和0.6mm。打印速率为14mm/s，打印气和气压分别为氮气和65dpi；按照预设的模型，打印出SiCw/PCS基3D结构，然后置入空气中，温度200℃，保温4h；最后将交联后的3D构件置入氩气保护气氛中，加热置1200℃，保温2h，获得定向排列晶须增强的3D-SiCw/SiC基复合材料。其打印支架经裂解后的形貌如图2所示。其中，图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(f)分别为其他条件不变，固相含量为62.3vol％，打印高度分别为0.6mm, 0.5mm,0.4mm和0.3mm所得SiCw/SiC复合材料的电子扫描显微形貌；可以看出随着打印高低增加，线条出现周期性卷曲，且其振幅与打印高低成正比，其中，图2(d)、图2(e)、图2(f)分别为其他件不变，打印高度为0.3mm时固相体积分数为57.7vol％,59.9vol％和62.3vol％所得SiCw/SiC复合材料的电子扫描显微形貌；其中图2(g)、图2(h)、图2(i)分别为图(d)、图2(e)、图2(f)基础上的倍数放大图。从图中可以看出浆料固相体积分数下降，打印线条出现变形流动，表面晶须的定向性变差。
其中复合材料中SiCw晶须的质量分数为16.3％，固相含量为62.3vol％,打印高度为0.3mm的3D-SiCw/SiC基复合材料的孔隙率为58％，其抗拉强度为40MPa，抗弯强度为43MPa且压缩强度为34MPa。
实施例3
分别称取8g﹑1.6g和0.01g的PCS(SiC前驱体)﹑SiCw(晶须)和三硬脂酸甘油酯(分散剂)；将其置入聚四氟乙烯球磨罐中，加入正己烷18g，并加入氧化锆研磨球30g，球的直径为8mm；随后进行球磨，转速为160r/min，球磨时间为20h；随后将浆料倒入烧杯中，加入聚二乙烯基苯(交联剂)1.0g，进行磁力搅拌，并称量此时的溶液重量，伴随着正己烷的挥发，直至浆料的固相体积含量为65vol％时停止搅拌；将上述浆料置入针筒中，然后进行离心除泡，离心速率为2000r/min，离心时间为8min；随后将针筒取出，安装上3D直写成型设备，准备打印成型；打印针嘴为160μm，打印高度为0.4mm，打印速率为8mm/s，打印气和气压分别为氮气和70dpi；按照预设的模型，打印出SiCw/PCS基3D结构，然后置入空气中，温度200℃，保温4h；最后将交联后的3D构件置入氩气保护气氛中，加热置1200℃，保温2h，获得含Ti的定向排列晶须增强的3D-SiCw/SiC 基复合材料，所得3D-SiCw/SiC基复合材料中，SiCw的质量分数为20.3％。
图4为实施例3所得3D-SiCw/SiC复合材料的微结构和成分的扫描或透射图，从图中可以看出陶瓷线条内部致密度高，且基体为无定形的SiC，内部有少量纳米晶SiC析出。复合材料中的SiCw沿挤出方向定向高度排列。
其中图5(a)为实施例3所得3D-SiCw/SiC复合材料抗弯强度和压缩强度的测试曲线图，图5(b)为实施例3所得3D-SiCw/SiC复合材料断裂后的断口形貌。
3D-SiCw/SiC基复合材料的孔隙率为65％，其抗弯强度为33.2MPa且压缩强度为30.6MPa。
实施例4
分别称取8g﹑1.6g﹑0.5g和0.01g的PCS(SiC前驱体)﹑SiCw(晶须)﹑金属Ti粉(惰性填料)和甲基丙烯酸甲酯(分散剂)；将其置入聚四氟乙烯球磨罐中，加入正己烷18g，并加入氧化锆研磨球30g，球的直径为8mm；随后进行球磨，转速为80r/min，球磨时间为12h；随后将浆料倒入烧杯中，加入聚二乙烯基苯(交联剂)1.0g，进行磁力搅拌，并称量此时的溶液重量，伴随着正己烷的挥发，直至浆料的固相体积含量为70vol％时停止搅拌；将上述浆料置入针筒中，然后进行离心除泡，离心速率为2000r/min，离心时间为5min；随后将针筒取出，安装上3D直写成型设备，准备打印成型；打印针嘴为210μm，打印高度为0.2mm，打印速率为12mm/s，打印气和气压分别为氮气和70dpi；按照预设的模型，打印出SiCw/PCS基3D结构，然后置入空气中，温度200℃，保温4h；最后将交联后的3D构件置入氩气保护气氛中，加热置1200℃，保温2h，获得含Ti的定向排列晶须增强的3D-SiCw/SiC基复合材料。所得3D-SiCw/SiC基复合材料中，SiCw在复合材料中的质量分数为19.2％。
3D-SiCw/SiC基复合材料的孔隙率为61％，其抗拉强度为65MPa，抗弯强度为80MPa且压缩强度为54MPa。

Claims (10)

1.一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，其特征在于：所述复合材料的增强体包含具有定向排列的SiCw晶须，所述SiCw晶须在复合材料中的质量分数为1-30wt％；所述复合材料的基体为由PCS裂解所得的SiC，所述复合材料通过3D直写成型技术成型。
2.根据权利要求1所述的一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，其特征在于：所述SiCw晶须的长度为10-100μm，直径为0.1-1μm。
3.根据权利要求1所述的一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料，其特征在于：所述SiCw晶须在复合材料中的质量分数为10-22wt％，所述复合材料的增强体还包含填料，所述填料选自SiC﹑TiC、Ti、CrSi2中的至少一种，所述填料在复合材料中的质量分数为0-60wt％。
4.制备如权利要求1-3任意一项所述的一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料的方法，其特征在于：以含SiCw的PCS为浆料，利用3D直写成型工艺，获得3D-SiCw/PCS三维结构，然后固化、裂解获得SiCw/SiC复合材料。
5.根据权利要求4所述的一种直写成型的SiCw/SiC的复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、浆料的配取
按设计组分配取SiCw﹑PCS、填料，酯类分散剂，加入有机溶剂中，获得混合液，将混合液球磨，球磨后，加入交联剂，获得待用浆料，将待用浆料装入3D直写设备的针筒中，离心，得到直写浆料，
所述待用浆料中，固含量为50-70vol％；
步骤二：3D直写成型
根据设计的三维结构，将步骤一所得直写浆料通过3D直写设备逐层打印，即获得3D-SiCw/PCS三维结构；
步骤三：固化裂解
将步骤二所得3D-SiCw/PCS三维结构依次进行固化、裂解即得SiCw/SiC复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，其特征在于，所述酯类分散剂选自甲基丙烯酸甲酯、聚异丁烯丁二酰亚胺、己烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯中的至少一种，所述酯类分散剂的加入量为SiCw质量的0.5-3.5％，所述有机溶剂选自正己烷、环己烷、二甲苯、四氢呋喃或崁烯中的至少一种，所述交联剂为DVB，所述交联剂的加入量为PCS质量的5.0-30.0％。
7.根据权利要求5所述的一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述球磨时间为2-48h，球料比为(1-10)：1，球磨转速为80-200r/min；步骤一中，所述离心转速为500r/min-5000r/min，离心时间为5min-60min。
8.根据权利要求5所述的一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，将装有直写浆料的针筒与针头、活塞和导气管连接，之后将整体安装在Z轴上的夹具上；然后，借助计算机辅助设计的3D-SiCw/PCS三维结构，通过计算机自动控制安装在Z轴上的针筒的压力，使直写浆料从针嘴流出，并沉积在按照程序移动的X-Y轴成型平台上，从而获得第一层结构；随后，通过逐层打印的方式，获得复杂三维立体结构；所述压力范围为1-1000PSI，直写成型平台得移动的速度为0.1-500mm/s；所述打印针嘴尺寸为100μm-400μm。
9.根据权利要求5或8所述的一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述逐层打印过程中，打印高度为0.1-0.5mm，打印速率为6-20mm/s。
10.根据权利要求5或8所述的一种直写成型的SiCw/SiC复合材料的制备方法，其特征在于，步骤三中，固化的温度为120-400℃，固化的时间为2-8h；步骤三中，在保护气氛下进行裂解，所述裂解温度为800-1400℃，裂解时间为1-4h。
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