El término polímero precerámico se refiere a uno de varios compuestos poliméricos , que a través de 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. Dichos PDC son más comúnmente amorfos, carentes 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, 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, el colado de películas delgadas y el moldeado de formas complejas. Los polímeros precerámicos de uso común incluyen policarbosilanos y polisiloxanos , que se transforman a través de 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 fabricación aditiva (AM) en un proceso de dos pasos que consiste en imprimir primero el artefacto en polímero y luego convertirlo en cerámica mediante pirólisis para formar cerámicas derivadas de polímeros (PDC). [4] Este proceso funciona con la impresión 3D basada en fabricación de filamentos fusionados (FFF) para crear estructuras celulares completamente densas, [5] que se pueden utilizar para andamios para la regeneración ósea que necesitan ser mecánicamente estables y tener una arquitectura 3D con poros interconectados. [6] Hasta ahora se han investigado ampliamente varias 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 estos métodos, mediante la reticulación impulsada por irradiación, los polímeros precerámicos líquidos se transforman en polímeros termoendurecibles 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]