碳化硅陶瓷是重要的结构材料,在工业生产与高技术领域有着广泛的应用。然而传统的碳化硅陶瓷加工成型技术在制备陶瓷素坯的过程中需要使用模具,使得整个生产周期耗时长、成本高,在制造形状复杂、复合结构的陶瓷部件上存在较大的限制。陶瓷3D打印技术的出现颠覆了传统的陶瓷制造模式,在复杂结构和复合性能陶瓷部件的制造、一体化成型、轻量化设计、缩短研发周期和降低产品成本等方面具有巨大的发展潜力。直写成型技术与光固化成型技术分别因其工艺简单、材料适用性广和成型精度高的优点受到广泛的研究和关注。本课题基于3D打印技术结合反应熔渗烧结提出了两种制备碳化硅陶瓷复合材料的新方式。首先,进行了直写成型用碳化硅复合浆料的制备。采用添加粘结剂提高浆料模量的策略,以海藻酸钠作为粘结剂,碳化硅粉体、短切碳纤维和炭黑为原料制备了具有剪切变稀行为的水基碳化硅陶瓷浆料。2%海藻酸钠溶液制备的浆料模量最高,具有最好的粘结性能。炭黑添加量不影响浆料的粘度;炭黑含量为15vol%时,浆料初始模量最高。随着短切碳纤维含量的增加,浆料粘度减小,剪切应力先增后降;短切碳纤维含量为25vol%时的浆料粘度最低。不同炭黑与短切碳纤维添加量的浆料均具有较高的分散性,展现出典型的剪切稀化行为,能够满足直写成型的需求。之后,采用自搭建的直写成型装置进行3D打印,在1650℃下反应烧结实现了碳化硅陶瓷复合材料的致密化与近净成型。考察了打印条件、浆料固含量、炭黑与短切碳纤维含量对试样成型与烧结的影响。多打印层数与塑料薄膜基底显著改善干燥坯体的开裂状况。挤出剪切力诱导短切碳纤维定向分布。固含量的增加可以提高3D打印陶瓷部件的力学性能;固含量为32.38vol%、34.68vol%的烧结试样的最大弯曲强度分别为238MPa、300MPa,最大断裂韧性分别为3.9 MPa·m^1/2、4.6MPa·m^1/2。试样烧结收缩率<2%,致密度>99%。抗弯强度随炭黑含量增加呈现先增大后稳定的趋势,最大抗弯强度为275.26MPa。短切碳纤维含量从0vol%增大到15vol%过程中,试样的抗弯强度逐渐增加,极值点为252.53MPa;而25vol%时抗弯强度则急剧减小。最后,对数字光处理技术制备碳化硅陶瓷复合材料进行了初步探索。制备得到了最高固含量为20.86vol%、可光固化的短切碳纤维光敏浆料。实验发现,曝光功率与曝光时间的增加可以促进光敏浆料固化厚度的提高,最高固化厚度可达到46μm。通过优化的曝光参数制备了具有复杂网格结构的短切碳纤维预制体。光敏树脂的固化粘结与短切碳纤维的交错钉扎两者协同作用,实现了短纤维预制体相邻层的紧密结合。样品脱粘收缩存在各向异性。液相硅熔渗实现了碳纤维预制体的致密化。绝大部分短切碳纤维被硅化原位反应生成β-SiC。