[发明专利]一种SiC光子晶体的制备方法

摘要

本发明公开了一种SiC光子晶体的制备方法，将SiC粉末、硼粉、碳粉、乙醇及分散剂加入球磨机中进行球磨、解离；将上述固体粉末加入光固化单体中，再加入分散剂，并在避光条件下加入自由基光引发剂，搅拌均匀，得到悬浮液；最后在悬浮液中加入消泡剂，获得均匀、无气泡悬浮液；将悬浮液加入光固化成形设备中，按照光子晶体结构的三维模型数据，利用紫外光对悬浮液进行分层固化，制备出生坯结构；最后将生坯进行脱脂和烧结处理，得到结构致密的SiC光子晶体。本发明的制备方法摆脱了结构的限制，可以按需对晶体结构进行设计，并且很大程度上缩减加工时长以及制造成本。

主权项

1.一种SiC光子晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，SiC悬浮液制备步骤1‑1，固体粉末制备将SiC粉末、硼粉、碳粉、乙醇以及分散剂加入球磨机中进行球磨、解离，然后将球磨后的混合物进行低温蒸发，得到表面附有有机物的固体粉末；步骤1‑2，悬浮液混合按照固体粉末与光固化单体质量比为1‑9:1的比例，将上述固体粉末加入光固化单体中，再加入分散剂，并在避光条件下加入自由基光引发剂，搅拌均匀，得到悬浮液；所述步骤1‑2中还加入稀释剂，稀释剂为环己酮、正丁醇、苯乙烯或甲乙酮之一，其质量为悬浮液质量的0.03％～3％；步骤1‑3，悬浮液处理在悬浮液中加入消泡剂，获得均匀、无气泡悬浮液；和/或所述步骤1‑3中还加入防沉降剂，防沉降剂为聚氧乙烯脂肪胺、聚氧乙烯脂肪醇硫酸盐之一，其质量为悬浮液质量的0.02％～0.1％；在悬浮液混合过程中，对悬浮液进行预热，使悬浮液最终粘度控制在1500mPas～2000mPas之间；步骤2，零件生坯的制造将SiC悬浮液加入光固化成形设备中，按照光子晶体结构的三维模型数据，利用紫外光对悬浮液进行分层固化，光波长范围为240‑400nm，层厚控制在20‑40μm之间，制备出SiC光子晶体生坯结构；步骤3，后处理工艺将生坯放入高温烧结炉中进行脱脂、烧结处理，得到结构致密的SiC光子晶体；所述脱脂处理工艺为：将光子晶体生坯室温入炉，以10℃/min～15℃/min的速度升温到100℃～200℃，以4℃/min～6℃/min升温到300℃～400℃，保温1h～1.5h，以2.5℃/min～3.0℃/min升温到450‑500℃，保温0.5h～1h，以0.5℃/min～1.5℃/min升温到600℃～700℃，保温2h～4h；所述烧结处理工艺为：以15℃/min～20℃/min速度升温到1500℃～1600℃，以2.5℃/min～5℃/min升温到1700℃～1800℃，保温1h～1.5h，以0.5℃/min～1℃/min升温到1900℃～2300℃，进行烧结，保温2h～4h。