碳化矽陶瓷是一種具有着高強度、高導熱、耐酸堿腐蝕特性的材料，它在使用的過程中能夠很好地适應外界的環境，被業内認為是最佳的防腐蝕換熱材料。普通陶瓷材料在1200~1400℃時強度将顯著下降，而碳化矽陶瓷在1400℃時抗彎強度仍保持在500~600MPa的較高水準，其工作溫度可達1600~1700攝氏度，且不會被融化損傷，穩定性強；高導熱性、超高溫穩定性，結構性能穩定。碳化矽陶瓷在化工換熱應用尤為突出。
碳化矽陶瓷換熱管
碳化矽陶瓷換熱器
碳化矽陶瓷具有着全面的抗氧化的能力以及抗腐蝕的能力，是公認的化工防腐領域“夢想型”換熱材料，同時還具備了較高的絕緣性能。相比傳統的石墨、氟塑膠、貴金屬、搪玻璃等換熱材料，其換熱效率和使用壽命等具有明顯的競争優勢，特别是在一些複合強酸環境下，其超強的抗腐蝕能力更是具有不可替代性，對促進相關領域的裝備和工藝提升發揮着越來越重要的作用。
碳化矽陶瓷換熱器主要有以下優點：
- 碳化矽陶瓷換熱器的使用方法直接、簡單、快捷、高效、環保、節能。不需摻冷風及高溫保護，維修成本低，無需對其進行任何操作。适用于各種環境的瓦斯工業窯爐的餘熱回收利用，尤其解決了各種高溫工業窯爐餘熱溫度過高無法利用的難題；
- 國家要求陶瓷換熱器溫度≥1000℃，由于它耐高溫，是以就可以放在高溫區域，溫度越高，換熱效果越好，節能越多；
- 高溫情況下可替代金屬換熱器；
- 解決化工行業熱交換、耐腐蝕的難題；
- 适應性強、耐高溫、抗腐蝕、高溫強度高、抗氧化性能好、熱震性能穩定、使用壽命長。
新工藝的應用，勢在必行
随着國家更多節能減排政策的出台，以及化工、冶金等工業的加速更新發展。傳統陶瓷的成型工藝已經很難滿足新工藝、新産品、新市場的應用趨勢。傳統陶瓷成型工藝都需要借助模具才能制備出具有一定形狀和強度的陶瓷制品，流程耗時長、成本高。而相比于傳統的成型技術，3D列印陶瓷技術具有智能、無模、精密、高複雜度的制造能力，它能夠完成傳統工藝不可能完成的制造。
傳統陶瓷成型與3D列印成型工藝特性對比
碳化矽陶瓷制備同時也是特種陶瓷3D列印技術的一個重要挑戰。因為碳化矽陶瓷材料在成型過程中會出現缺陷，比如氣孔、裂紋、不均一性等，成型陶瓷器件難以抵抗脆性斷裂，極大地限制了其機械性能。而複雜幾何形狀的碳化矽陶瓷構件往往難以用傳統的加工技術制造，這在很大程度上制約了複雜結構碳化矽陶瓷的應用。
新途徑—粉末擠出3D列印
從碳化矽陶瓷的素坯成型工藝入手，并結合适宜的燒結工藝，使燒成的碳化矽陶瓷毛坯達到近淨成型，以減少後續加工量，并保證産品性能滿足使用要求，這将成為複雜結構碳化矽陶瓷制備工藝的主要研究方向。升華三維通過自創的粉末擠出列印技術（PEP）結合反應燒結工藝，已實作了碳化矽熱交換闆/塊等的無模一體化制造。這為實作碳化矽陶瓷熱交換部件的近尺寸、輕量化、一體化制備提供了新途徑。
3D列印碳化矽熱交換闆/塊（來源：升華三維）
PEP技術是由升華三維推出的“3D列印+粉末冶金”相結合的金屬／陶瓷間接3D列印工藝，具有低溫成型，高溫成性的特性。該工藝合理避開了以雷射為能量源的3D列印，采用顆粒熔融擠出成型方式，其擠壓噴頭系統構造原理和操作簡單，更好地縮減了投入成本。通過先列印生坯，然後再經過成熟的粉末冶金脫脂和燒結工藝，得到結構性能優良的碳化矽結構件。
在碳化矽熱管理器件的制備上，升華三維利用PEP技術的優勢，基于自主研發的碳化碳顆粒材料UPGM-SiC，采用3D列印方式實作了碳化矽熱交換器結構件的輕量化、一體化設計成型，列印出具有一定強度和密度的生坯。再結合陶瓷注射成型的脫脂及反應燒結工藝，得到了機械性能穩定、近淨尺寸的構件。其重量實作了大幅度降低、使用過程中不變形、瓦斯的消耗量減小、使用壽命延長等。此外PEP列印工藝可以更合理地優化熱交換器結構，進而解決其常見的熱補償和氣體密封問題。可顯著提高節能效果，進一步提高生産能力。
反應燒結碳化矽陶瓷性能參數（來源：升華三維）
碳化矽熱交換部件，具有高強度、耐高溫、高導熱和全面的耐酸堿腐蝕特性，可以作為石墨、不鏽鋼、金屬钽、哈氏合金、氟塑膠和其他傳統材料的絕佳替代品，其優良的熱交換效率可滿足節能減排和環保的迫切需求。是化工、醫藥、冶金等行業中高溫、高壓、強腐蝕、高磨損極端環境換熱應用的最佳選擇和必然趨勢。
升華三維作為中國金屬·陶瓷間接3D列印技術的開拓者和領航者，現已具備了碳化矽陶瓷複雜結構部件制備能力，并朝着更多應用領域積極探索。公司已建成具有自主知識産權的陶瓷3D列印前後處理工藝流程，涵蓋了材料開發、列印材料密煉造粒機、3D列印機、脫脂燒結爐等全工藝鍊裝置，面向應用市場提供高性能間接3D列印整體解決方案及列印服務。
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