El término polímero precerámico se refiere a uno de varios compuestos poliméricos , que mediante pirólisis en condiciones apropiadas (generalmente en ausencia de oxígeno) se convierten en compuestos cerámicos, que tienen una alta estabilidad térmica y química. Las cerámicas resultantes de la pirólisis de polímeros precerámicos se conocen como cerámicas derivadas de polímeros o PDC. Las cerámicas derivadas de polímeros suelen estar basadas en silicio e incluyen carburo de silicio , oxicarburo de silicio, nitruro de silicio y oxinitruro de silicio. Estos PDC suelen ser amorfos y carecen de orden cristalino de largo alcance. [1]
El campo de los polímeros precerámicos y las cerámicas derivadas de polímeros en general surgió de los requisitos de las industrias aeroespaciales para materiales de protección térmica, tales como materiales compuestos cerámicos/cerámicos reforzados con fibra. [2] El uso de polímeros precerámicos permite diversas técnicas de procesamiento en relación con el procesamiento cerámico convencional. Por ejemplo, el hilado de fibras, la fundición de películas finas y el moldeado de formas complejas. Los polímeros precerámicos comúnmente utilizados incluyen policarbosilanos y polisiloxanos , que se transforman mediante pirólisis en cerámicas de tipo SiC y SiOC , respectivamente. [3]
Un método de bajo costo para crear formas 3D complejas de componentes cerámicos es utilizar la fabricación aditiva (AM) en un proceso de dos pasos: primero imprimir el artefacto en polímero y luego convertirlo en cerámica mediante pirólisis para formar cerámicas derivadas de polímeros ( PDC). [4] Este proceso funciona con impresión 3D basada en fabricación de filamentos fundidos (FFF) para crear estructuras celulares completamente densas, [5] que pueden usarse como andamios para la regeneración ósea que deben ser mecánicamente estables y tener una arquitectura 3D con poros interconectados. [6] Hasta ahora se han investigado ampliamente otras técnicas de impresión 3D (por ejemplo, estereolitografía , procesamiento de luz digital y polimerización de dos fotones ) que son compatibles con esta estrategia. [7] Por ejemplo, a través de métodos de fotopolimerización, los polímeros precerámicos se pueden utilizar en enfoques de estereolitografía, lo que permite la fabricación aditiva de objetos cerámicos de formas complejas. En tales métodos, mediante reticulación impulsada por irradiación, los polímeros precerámicos líquidos se transforman en polímeros termoestables rígidos que conservan su forma a través de la siguiente transformación de polímero a cerámica que tiene lugar en la pirólisis. En esta transformación, los polímeros se transforman en productos cerámicos vítreos. [1]