賓夕法尼亞州立大學（The Pennsylvania State University）研究人員主導的一項新研究，旨在開發一種新方法，通過激光加工生產能夠承受數千攝氏度的極端溫度和快速溫度變化的高性能陶瓷材料，以支持航空航天和國防領域的超音速飛行器。該項目獲得了美國國防部（DoD）通過海軍研究辦公室（ONR）頒發的期五年、價值 450 萬美元的多學科大學研究倡議（MURI）撥款。
研究團隊聯合負責人 賓夕法尼亞州立大學 副教授 Robert Hickey
研究團隊希望創造一種一步法的工藝，利用光將聚合物前驅體轉化為超高溫陶瓷材料，避免傳統的高溫加熱過程。當前的陶瓷生產需要高溫和高能量，目前，將聚合物前體轉化為陶瓷需要將材料整體加熱至高溫，這一過程可能會損失多達 50% 的前體材料，此外，該過程還可能改變最終陶瓷部件的幾何形狀，導致加工精度不足。研究者們計劃通過高強度激光在前驅體材料中產生化學反應，使其快速固化成為陶瓷材料，而無需大規模加熱。
該項目還涉及合成新型前驅體、探索光基陶瓷轉化的不同方法，以及利用計算機模擬優化反應路徑。研究結果可能對國防先進超音速飛行器的設計和生產方面產生重大影響，推動高溫陶瓷材料的增材制造，拓寬設計空間。該項目將為增材制造陶瓷材料開辟新的途徑，如碳化鎢、碳化硅和氮化硅。
參與該項目的團隊還包括密歇根州立大學、麻省理工學院（MIT）和南加州大學（USC）的研究人員。
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