维度网讯，来自中国科学院长春光学精密机械与物理研究所、中国科学院大学以及中国科学院空间应用技术与工程中心的研究人员，在采用粘结剂喷射3D打印技术制造碳化硅反射镜方面取得新进展。研究提出了一种通过添加石墨来改进碳化硅光学反射镜制造的方法。

碳化硅因高比刚度、低热膨胀系数和高导热性，成为高性能空间光学反射镜的主要材料。传统制造方法难以实现轻量化和复杂几何形状的设计需求。增材制造技术无需模具即可生产复杂陶瓷结构，其中粘结剂喷射工艺因高精度和高效性而发展迅速，但该工艺制备的碳化硅坯体孔隙率高、密度低，导致反应性熔渗后残余硅含量高，材料整体性能不足。

研究团队探索了复合粉末优化策略，将纳米级、微米级、片状和纤维状等不同形态的石墨掺入碳化硅粉末原料中。在所评估的石墨类型中，片状石墨效果最佳，预成型体密度从1.24 g/cm³提高至1.34 g/cm³，残余硅含量降低了18.18%，整体密度提高近6%。机械性能和热性能也得到提升，弯曲强度达到268MPa，弹性模量达到330GPa，热导率为127W/(m·K)。

对制备的复杂几何形状反射镜进行光学测试，结果表明精加工后的表面粗糙度为0.772nm RMS，形状精度为12.05nm RMS。该方法实现了尺寸控制精度偏差低于0.5%，且样品间孔隙率水平一致。

这项研究以“Binder jetting additive manufacturing of high-performance silicon carbide optical mirrors via graphite addition method”为题，于2026年3月发表在Light: Advanced Manufacturing期刊上。该方法为碳化硅反射镜提供了一种近净成形制造路线，通过石墨添加优化了3D打印预制体密度，使残余硅含量降低18.18%，表面粗糙度达到0.772nm RMS，实现了高性能碳化硅反射镜的粘结剂喷射成形。

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