CN115286408B - 一种基于颗粒级配复合技术的激光3d打印制备碳化硅复合材料部件的方法 - Google Patents

一种基于颗粒级配复合技术的激光3d打印制备碳化硅复合材料部件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于颗粒级配复合技术的激光3D打印制备碳化硅复合材料部件的方法，包括：（1）选择颗粒级配的短切碳纤维、颗粒级配的碳化硅粉体和热塑性有机粘结剂粉体混合，得到多相均质级配复合粉体；（2）采用激光3D打印将所得多相均质级配复合粉体成型为复杂构型碳化硅素坯；（3）将所得复杂构型碳化硅素坯埋入硅粉，在真空条件下进行有机脱脂碳化和液相反应渗硅一体化热处理，原位得到高可靠碳化硅复合材料部件。

Description

一种基于颗粒级配复合技术的激光3D打印制备碳化硅复合材 料部件的方法
技术领域
本发明涉及一种基于颗粒级配复合技术的激光3D打印制备碳化硅复合材料部件的方法，属于材料成型技术领域。
背景技术
碳化硅及其复合材料是一种重要的结构陶瓷材料，具有高强度、高模量、高热导率、低热膨胀系数、耐腐蚀等一系列优异的性能，在航空航天、微电子、核能、节能环保等领域都有着非常重要的用途。
传统的陶瓷及其复合材料成型制造技术主要包括：干压成型、注浆成型、流延成型、凝胶注成型和纤维编织成型等，这些方法在成型素坯时往往具有如下缺点：生产周期长、成本较高、组分与微观结构不易精确裁制、难以制造大尺寸或复杂形状的部件。
激光3D打印是近年来蓬勃发展的一项先进制造技术。其主要原理是借助电脑控制激光束运动轨迹来对铺展粉层的选定区域进行精准扫描，利用高功率激光器产生能量，将激光束聚焦区域的聚合物、陶瓷或玻璃粉末等物料熔融或软化成为层状结构，持续重复该过程，层层累积实现快速成型。通过激光3D打印成型，理论上可以制造任意形状的部件。例如，中国专利(申请号202011495663.7)曾研究过一种激光3D打印复杂构型碳化硅复合材料部件的制备方法，虽然其也提及短碳纤维、碳化硅粒径和热固性树脂等原料，但是其所得碳化硅素坯的开口气孔率高、强度低，对于激光3D打印方法制备高性能碳化硅及其复合材料起到了限制作用。
发明内容
为改善现有陶瓷或复合材料成型方法不足，本发明人创造性地提出一种基于颗粒级配复合技术的激光3D打印高可靠碳化硅及其复合材料制备方法。
具体地，基于颗粒级配复合技术的激光3D打印制备碳化硅复合材料部件的方法，包括：
(1)选择颗粒级配的短切碳纤维、颗粒级配的碳化硅粉体和热塑性有机粘结剂粉体混合，得到多相均质级配复合粉体；
(2)采用激光3D打印将所得多相均质级配复合粉体成型为复杂构型碳化硅素坯；
(3)将硅粉埋入所得复杂构型碳化硅素坯中，在真空环境进行有机脱脂碳化和气液相反应渗硅一体化热处理，原位获得高可靠碳化硅复合材料部件。
具体地，本发明人首先考虑到是采用颗粒级配的碳化硅粉体降低碳化硅素坯的气孔率和提升碳化硅素坯的强度。但是本发明人经过实验(例如参见对比例6和对比例7)发现，仅采用颗粒级配的碳化硅粉体，所得碳化硅素坯的气孔率虽然有一定程度的降低，但是其强度提升仍旧十分有限(相较于对比例7仅提升8％)。在此基础上，本发明人创造性地设置短碳纤维的颗粒级配，利用短碳纤维的颗粒级配之间的相互搭接和钉扎效应，很大程度提升碳化硅素坯的强度(参见对比例3)。但是本发明人又发现仅采用颗粒级配的碳化硅粉体不足以完全填充短碳纤维相互搭接形成多级孔，进而本发明人又创造性地设置热塑性树脂的颗粒级配(参见实施例1)，利用其级配效应，使其与颗粒级配的碳化硅粉体相互配合并充分填充在短碳纤维相互搭接形成多级孔之中，显著提高成型素坯的相对致密度和强度，从而进一步提高素坯的可靠性。若是仅对碳化硅粉体和热塑性有机粘结剂粉体进行颗粒级配，不对短切碳纤维进行颗粒级配，会导致其素坯强度降低，进而影响烧结体的强度(参见对比例1和对比例2)。本发明中，制备碳化硅及其复合材料构件技术路线颠覆了常规制造模式，具有以下显著优势：选取较少的原材料来实现激光3D打印成型，包括短切碳纤维和碳化硅中的一种或两种，和热塑性粘结剂，且各种原料比例可在宽域范围内调控；无需借助辅助模具，对上述初始原料进行级配复合，以高精度3D打印，协同铺粉层厚大范围调控与颗粒级配构筑形貌可控的孔结构，获得孔隙率较低、孔径分布均匀合理的复杂结构碳化硅陶瓷或碳化硅复合材料素坯，其孔径、形貌相比不采用颗粒级配打印的素坯均实现优化；通过联用低温脱脂和气液相渗硅一体化热处理技术，整个进程在不移动样品位置的前提下，以较低温度去除粘结剂、适中温度渗硅致密化，通过调控级配颗粒的曲率半径来增加毛细管驱动力和烧结驱动力，从而实现高效快速制备。特别是对于激光3D打印成型的复杂结构素坯，脱脂后强度和可靠性均明显下降，而脱脂烧结一体化制备碳化硅及其复合材料，可有效避免素坯脱脂结束后由于出炉转移带来的二次风险，同时有效缩短了生产周期，大幅降低了制造成本，最终实现碳化硅及其复合材料的高效可靠制备。
较佳的，所述短切碳纤维的连续选择长度50～500μm，直径5～10μm；其中长度50～100μm，直径5～10μm的短切碳纤维的含量不低于短切碳纤维总质量的50％。
较佳的，所述碳化硅粉体的平均粒径连续选择5～100μm，其中粒径≥20μm碳化硅粉体含量不低于碳化硅总含量的50％。
较佳的，所述热塑性有机粘结剂粉体平均粒径20～100μm，其中粒径≤50μm的热塑性粘结剂粉体含量不低于热塑性有机粘结剂粉体总质量的50％。采用不同颗粒度热塑性树脂级配，也是本专利的重要优势。利用热塑性树脂的级配效应，充分填充多种原料在激光3D打印成型进程形成的间隙，提高成型素坯的相对致密度。同时，利用热塑性树脂粒径不同进行有效级配组合，在烧结致密化后能够进一步提升碳化硅及其复合材料的性能。与采用级配热塑性树脂的方式相比，不采用级配树脂的方法不利于成型孔隙填充以获得高致密素坯。
较佳的，所述混合的方式为搅拌处理；所述搅拌处理条件为：50～200rpm/min，搅拌时间为5～30min。
较佳的，所述热塑性有机粘结剂粉体选用酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯和聚酰胺中的至少一种；所述热塑性有机粘结剂粉体占多相均质级配复合粉体总体积的15～35vol％，优选为15～25vol％；
所述颗粒级配的短切碳纤维不超过多相均质级配复合粉体总体积的85％，优选为不超过75vol％，更优选为40～65vol％；
所述颗粒级配的碳化硅粉体占多相均质级配复合粉体总体积的20～40vol％。
较佳的，在激光3D打印时，所用激光选用CO2激光；所述CO2激光的功率为30～60W，铺粉厚度为0.05～0.3mm。
较佳的，控制硅粉和打印复杂构型碳化硅素坯的质量比为(1～3)：1；所述硅粉的平均颗粒度为10μm～3mm。
较佳的，所述脱脂为在真空条件、500～600℃下保温时间30～90分钟；优选地，所述脱脂的加热速率为0.1～3℃/分钟；
所述气液相渗硅的气氛为真空气氛(50Pa以下，优选为5～20Pa)，温度为1400～1800℃进行渗硅，保温30～90分钟；优选地，所述渗硅的升温速率为5～10℃/分钟。本发明制备得到气孔率低、强度高的碳化硅素坯，为实现充分熔渗，本发明人降低真空气氛的真空度至20Pa以下，使得Si以液相和气相共存的形式同时渗入碳化硅素坯之中，完成碳化硅复合材料的烧结制备。
另一方面，本发明提供了一种根据上述方法制备的基于颗粒级配复合的碳化硅复合材料部件。
有益效果：
与当前传统制备方法相比，本发明打印素坯气孔率较低且分布均匀合理，成型和烧结过程便捷稳定、高效可控，同时易于实现复合材料性能优化提升，能够快速可靠制造碳化硅复合材料构件，特别是针对复杂零部件制造有着显著优势。本发明可有效提高传统激光3D打印成型体的致密度。通过设计筛选原料的级配方式，提高复合材料构件在激光3D打印进程中的堆积密度，为碳化硅及其复合材料构件的尺寸大型化、制造高可靠提供了重要技术支撑，典型应用场景包括空间光学部件、微通道反应器以及耐压壳体等。
附图说明
图1是实施例1制备的颗粒级配碳化硅复合材料素坯照片；
图2是实施例2的颗粒级配碳化硅复合材料烧结体照片；
图3是对比例4不采用颗粒级配用于对比的碳化硅陶瓷素坯照片；
图4是对比例5不采用颗粒级配用于对比的碳化硅烧结体照片。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本公开中，采用颗粒级配与多种粉体复合技术制备激光3D打印适用的原料。由于各种原料颗粒度不尽相同，通过湿法混料极易形成沉降速率不一致、粒度分布不可控等问题，从而导致复合粉体微观组分不均匀。此外，通过干法级配复合，均质复合的粉体不经过筛直接用于后续激光3D打印，也可有效避免已经发生级配的复合原料粉体在过筛过程中遭受破坏。干法复合制备工序简单易于操作，相比其它如湿法混合、原位合成等方法，能够获得粒径分布更为均匀合理的高质量打印原料，从而为后续发挥级配效果提供原料基础。
制备适于颗粒级配的激光3D打印成型复合粉体，所述复相粉体包含以下原料：按照体积百分比计算，热塑性有机粘结剂粉体占15～25％，剩余颗粒级配的短切碳纤维和颗粒级配的碳化硅粉体为任意比例，三类组分的总和保持100％。
短切碳纤维长度可连续选择50～300μm，直径5～10μm，其中长度≤100μm短切碳纤维体积含量不低于50％。短切碳纤维作用是提高碳化硅复合材料素坯的轻量化程度。采用不同长度短纤维，是本专利的重要优势，利用级配效应，充分填充多种原料在激光3D打印成型进程形成的间隙，提高成型素坯的相对致密度。同时，利用短纤维长度的不同进行有效级配组合，在成型后能够提升素坯的弯曲强度(可从～7提升至～11MPa，优选为7.3～11MPa)，且烧结致密化后能够进一步提高复合材料的强度(优选为200～280MPa)和韧性(可从2.2提升至4.0MPa·m1/2，优选为3～4.0MPa·m1/2)。与采用级配纤维的方式相比，不采用级配纤维的方式不利于成型进程中孔隙填充获得较高的素坯致密度，如采用级配碳纤维成型得到的素坯，开口气孔率从～70％可降低至～60％(优选为60～66％)。
碳化硅粉体平均粒径可连续选择5～100μm，其中≥20μm碳化硅粉体体积含量不低于50％，其作用在于较细碳化硅颗粒在激光打印进程中，在铺粉阶段与刮刀或滚筒作用时不会与其粘接甚至引起扬粉，因此通过掺杂粗颗粒碳化硅颗粒，来实现高精度激光3D打印。
热塑性有机粘结剂粉体平均粒径20～100μm，其中≤50μm热塑性粘结剂体积含量不低于50％。由于上述多种无机原料的级配作用，与铺粉层厚相协同，导致素坯堆积密度较高，热塑性有机粘结剂不局限于残碳量高低，原料遴选和适用范围更宽，所成型复合材料可靠性更高。
对于常规激光3D打印的陶瓷素坯，颗粒尺寸单一，气孔形貌与分布往往不易控制。与此相比，通过原料遴选、颗粒级配和激光3D打印工艺，获得气孔率低且分布均匀合理的高精度碳化硅及其复合材料素坯。本发明显著提高了碳化硅及其复合材料制品的可靠性；通过有机脱脂和气液相渗硅一体化进程，耦合级配颗粒曲率半径来增加烧结驱动力，实现碳化硅及其复合材料的原位快速制备。特别是针对激光3D打印的复杂结构成型体，可有效规避素坯脱脂完毕再次出炉装炉等二次转移带来的风险，同时大幅缩短生产周期，降低制造成本，最终实现碳化硅及其复合材料构件的高效可靠制备，特别是常规加工手段难以实现的复杂异形部件。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。下述实施例和对比例中若无特殊说明，真空气氛的真空度保持5-20Pa之间。
实施例1：
按体积比例7:3遴选长度为50μm和150μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。按体积比例1:1遴选平均粒径分别为20μm和100μm的碳化硅粉体原料。按体积比例2:1遴选平均粒径分别为30μm和80μm的热塑性酚醛树脂。
将短切碳纤维、碳化硅和热塑性酚醛树脂原料以体积百分比55％、25％和20％加入混合造粒机，搅拌转速150rpm/min，搅拌时间为10min，进行均匀混合处理。
采用激光3D打印手段，将所述复合好的多相均质粉末打印成型碳化硅复合材料素坯。激光3D打印成型制度为：CO2激光功率为45W，铺粉厚度为0.09mm。
激光打印成型的素坯用硅粉包埋好，硅粉和素坯的质量比例为2:1，在真空气氛中脱脂，以1℃/min的加热速率，在真空条件下将打印素坯升温至500℃，保温时间30min；继续升温至1700℃并保温30min，升温速率为7℃/min，得到最终高可靠烧结件。
实施例2：
按体积比例4:1遴选长度分别为70μm和200μm、直径均为5μm的短切碳纤维原料；体积比例1:3遴选平均粒径分别为20μm和100μm的碳化硅粉体原料；体积比例1:5遴选平均粒径分别为20μm和50μm的热塑性酚醛树脂。
将短切碳纤维、碳化硅和热塑性酚醛树脂原料以体积百分比40％、35％和25％加入混合造粒机，搅拌转速50rpm/min，搅拌时间为5min，进行均匀混合处理。
采用激光3D打印手段，将复合好的多相均质级配粉末打印成型碳化硅素坯。激光3D打印成型制度为：CO2激光功率为30W，铺粉厚度为0.05mm。
将激光打印成型的素坯用硅粉包埋好，硅粉和素坯的质量比例为1.5:1，在真空气氛中脱脂，以2℃/min的加热速率，在真空中将素坯升温至550℃，保温时间60min；进一步原位实施反应渗硅，具体制度为：在真空条件下将素坯升温至1450℃并保温90min，升温速率为5℃/min，得到最终烧结件。
实施例3：
按体积比例2:1遴选长度分别为50μm和300μm、直径均为10μm的短切碳纤维原料。按体积比例4:1遴选平均粒径分别为50μm和100μm的碳化硅粉体原料。按体积比例1:1遴选平均粒径分别为50μm和10μm的热塑性酚醛树脂粉体。
将短切碳纤维、碳化硅和热塑性酚醛树脂原料以体积百分比40％、35％和25％加入混合造粒机，搅拌转速50rpm/min，搅拌时间为5min，进行均匀混合处理。
采用激光3D打印的手段，将所述混合好的均质多相粉末打印成型得到碳化硅复合材料素坯。激光3D打印制度为：CO2激光功率为40W，铺粉厚度为0.15mm。
将3D打印好的素坯用硅粉包埋好，硅粉和素坯的质量比例为1.5:1，激光打印成型的素坯在真空气氛中脱脂，以0.5℃/min的加热速率，在真空中将素坯升温至530℃，保温时间60min。进而进一步对素坯实施真空液相反应渗硅，原位继续升温至1500℃并保温60min，升温速率为6℃/min，得到高可靠烧结件。
实施例4：
本实施例4中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：按体积比例8:2遴选长度为50μm和150μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。
实施例5：
本实施例5中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：按体积比例6:4遴选长度为50μm和150μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。
实施例6：
本实施例6中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：按体积比例5:5遴选长度为50μm和150μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。
实施例7：
本实施例7中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：按体积比例7:3遴选长度为50μm和200μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。
实施例8：
本实施例8中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：按体积比例7:3遴选长度为50μm和300μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。
实施例9：
本实施例9中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：按体积比例7:3遴选长度为50μm和400μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。
实施例10：
本实施例10中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：按体积比例7:3遴选长度为50μm和500μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。
对比例1
本对比例1中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：遴选长度为150μm、直径为6μm的短切碳纤维原料。按体积比例1:1遴选粒径分别为20μm和100μm的碳化硅粉体原料。按体积比例2:1遴选粒径分别为30μm和80μm的热塑性酚醛树脂。所得素坯气孔率提高了6.7％，降低了可靠性。
对比例2：
本对比例2中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：遴选长度为50μm、直径为6μm的短切碳纤维原料。按体积比例1:1遴选粒径分别为20μm和100μm的碳化硅粉体原料。按体积比例2:1遴选粒径分别为30μm和80μm的热塑性酚醛树脂。所得烧结体的弯曲强度相较于实施例1降低了10.8％，降低了可靠性。
对比例3：
本对比例3中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：按体积比例7:3遴选长度为50μm和150μm、直径均为6μm的短切碳纤维原料。按体积比例1:1遴选粒径分别为20μm和100μm的碳化硅粉体原料。遴选粒径为30μm的热塑性酚醛树脂。所得素坯气孔率提高了5％，影响了可靠性。
对比例4
本对比例4中碳化硅复合材料部件的制备过程包括：选用粒径为100μm的碳化硅粉体原料，选用平均粒径为50μm的热塑性酚醛树脂。
将碳化硅和热塑性酚醛树脂原料以体积百分比65％和35％加入混合造粒机，搅拌转速100rpm/min，搅拌时间为30min，进行均匀混合处理。
采用激光3D打印的手段，将所述混合好的多相均质粉末打印成型得到高可靠碳化硅素坯。激光3D打印制度为：CO2激光功率为40W，铺粉厚度为0.3mm。
激光打印成型的素坯用硅粉包埋，硅粉和素坯的质量比例为2.5:1，在真空气氛中脱脂，以1℃/min的加热速率，在真空中将素坯升温至600℃，保温时间90min；进一步对素坯实施反应渗硅，在真空环境中将素坯升温至580℃并保温60min，接着升温至1800℃并保温30min，升温速率为10℃/min，得到致密的烧结体。
对比例5：
本对比例5中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例2，区别仅在于：仅选用粒径为70μm、直径均为5μm的短切碳纤维原料，平均粒径为100μm的碳化硅粉体原料，平均粒径为50μm的热塑性酚醛树脂。与实施例2相比，碳化硅复合材料烧结体的弯曲强度和断裂韧性分别下降了21.8％(由225MPa下降至176MPa)和23.5％(由3.4MPa·m1/2下降至2.6MPa·m1/2)。由对比例可发现，通过级配能够有效提高素坯和烧结体的致密程度、成型可靠性及其最终使用性能。由此可见，本发明提供了一种面向广泛用途的复杂构型碳化硅及其复合材料构件的新方法。上述特点体现了本发明的优势。
对比例6
本对比例6中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：遴选长度为150μm、直径为6μm的短切碳纤维原料。按体积比例1:1遴选粒径分别为20μm和100μm的碳化硅粉体原料。遴选粒径为30μm的热塑性酚醛树脂。
对比例7
本对比例7中碳化硅复合材料部件的制备过程参照实施例1，区别仅在于：遴选长度为150μm、直径为6μm的短切碳纤维原料。遴选粒径为100μm的碳化硅粉体原料。遴选粒径为30μm的热塑性酚醛树脂。
表1为本发明制备的基于颗粒级配复合的碳化硅复合材料的原料组成：
Figure BDA0003802857940000091
Figure BDA0003802857940000101
表2为碳化硅素坯和碳化硅烧结体的组成及性能参数：
Figure BDA0003802857940000102
。其中，本发明涉及的素坯的强度和孔隙率的测试一般是在脱粘(或脱脂)之后进行测量。
上述的对实施例的描述是为便于复合材料特别是碳化硅复合材料技术领域的普通技术人员能理解和使用该发明。熟悉本领域技术的人员显然可较容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明原理应用到其他实施例中。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的内容，不脱离本发明范畴所做出的改进都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于颗粒级配复合技术的激光3D打印制备碳化硅复合材料部件的方法，其特征在于，包括：
（1）选择颗粒级配的短切碳纤维、颗粒级配的碳化硅粉体和颗粒级配的热塑性有机粘结剂粉体混合，得到多相均质级配复合粉体；所述短切碳纤维的连续选择长度50～500 μm，直径5～10 μm；其中长度50～100 μm，直径5～10 μm的短切碳纤维的含量不低于短切碳纤维总质量的50%；所述碳化硅粉体的平均粒径连续选择5～100 μm，其中粒径≥20μm碳化硅粉体含量不低于碳化硅总含量的50%；所述热塑性有机粘结剂粉体平均粒径20～100 μm，其中粒径≤50μm的热塑性粘结剂粉体含量不低于热塑性有机粘结剂粉体总质量的50%；所述颗粒级配的热塑性有机粘结剂粉体占多相均质级配复合粉体总体积的15～35vol%；所述颗粒级配的短切碳纤维为多相均质级配复合粉体总体积的40～65vol%；所述颗粒级配的碳化硅粉体占多相均质级配复合粉体总体积的20～40vol%；
（2）采用激光3D打印将所得多相均质级配复合粉体成型为复杂构型碳化硅素坯；
（3）将所得复杂构型碳化硅素坯埋入硅粉，在真空条件下进行有机脱脂碳化和液相反应渗硅一体化热处理，原位得到高可靠碳化硅复合材料部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合的方式为搅拌处理；所述搅拌处理条件为：50～200 rpm/min，搅拌时间为5～30 min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热塑性有机粘结剂粉体选自酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯和聚酰胺中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述颗粒级配的热塑性有机粘结剂粉体占多相均质级配复合粉体总体积的15～25vol%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在激光3D打印时，所用激光选用CO2激光；所述CO2激光的功率为30～60 W，铺粉厚度为0.05～0.3 mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制硅粉和打印复杂构型碳化硅素坯的质量比为（1～3）：1；所述硅粉的平均颗粒度为10μm～3 mm。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述脱脂为在真空条件、500～600℃下保温时间30～90分钟；
所述液相渗硅的气氛为真空气氛，温度为1400～1650℃进行液相渗硅，保温30～90 分钟；所述真空气氛的真空度为50Pa以下。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述脱脂的加热速率为0.1～3℃/分钟；
所述液相渗硅的升温速率为5～10℃/分钟；
所述真空气氛的真空度为5～20Pa。
9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的基于颗粒级配复合技术的激光3D打印制备碳化硅复合材料部件的方法制备的基于颗粒级配复合的碳化硅复合材料部件。
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