来自瑞士南方应用科学与艺术大学(SUPSI)和IHI博尔尼克公司(IHI Bernex AG)的研究人员采用两种3D打印方法——粘结剂喷射和粉末床熔融，并结合化学气相渗透技术，制备了螺旋状的多孔碳化硅(SiC)结构。这些螺旋结构是在三维空间中重复的复杂图案。研究人员设计了圆柱形的螺旋样品，并调整了打印状态的尺寸以考虑收缩因素，从而使两种工艺路线在经过热处理后，最终目标尺寸均达到直径约19毫米、高度约31毫米。

在粉末床熔融(PBF)方法中，他们使用聚酰胺12打印螺旋形状，然后通过浸泡聚合物并加热使其致密化，在加热后转化为碳氧化硅(SiOC)陶瓷结构。在粘结剂喷射工艺路线中，由碳化硅粉末制成的部件使用酚醛粘结剂打印，然后加热，得到陶瓷预形体，与聚合物路线不同，该预形体不会收缩。随后，两种类型的预形体均在约1100°C和低压条件下，使用甲基三氯硅烷(MTS)在氢气中进行化学气相渗透(CVI)处理，该10小时的工艺分为两部分（先2小时，后8小时），以研究时间相关的沉积效果。

CVI处理后
经过CVI处理后，两种制造方法在加热和填充过程中均保持了整体形状，其中8小时沉积阶段后CVI带来的增重和密度增加最为显著。报告显示，经过CVI处理后的总质量增加，PBF+PIP路线约为27%，陶瓷粘结剂喷射(CBJ)路线约为28%。经过第二个CVI循环后，PBF+PIP方法的相对密度增加至约0.721 ± 0.029，而粘结剂喷射方法在第二个循环后相对密度增加至约0.557 ± 0.003，这表明材料显著致密化，但同时仍存在孔隙。

通过压汞法和扫描电镜成像测试表明，CVI减少了孔隙体积并减小了孔径，但也产生了狭窄的"瓶颈"孔，这些孔会阻碍气体流动，阻止芯部完全致密化。扫描电镜图像显示，PBF衍生样品表面有一个致密的外层，厚度约几微米，作者认为这可能减缓了进一步的渗透。

机械压缩测试反映了致密化趋势。经过两个CVI循环后，PBF+PIP样品的强度从热解后的约4.3 ± 1.4 MPa 提升至约7.9 ± 0.4 MPa。粘结剂喷射(BJ)样品显示出最大的强度变化，从热解后的约0.3 ± 0.1 MPa 上升至第二个CVI循环后的约13.3 ± 0.8 MPa，研究将其归因于CVI在孔隙网络内沉积SiC，从而改善了结合并降低了孔隙率。

1500°C下的氧化测试
在空气中进行1500°C、长达8小时的氧化测试表明，两种经过CVI处理的工艺方法都具有很高的抗氧化性。研究将此行为与SiC天然的抗氧化性联系起来，即在其表面形成一层保护性的二氧化硅(SiO₂)层，这一点得到了能谱(EDX) mapping分析的支持，结果显示氧化后表面的硅和氧含量升高。PBF+PIP样品的质量增加少于CBJ样品。作者认为这是由于PBF+PIP样品具有更低的孔隙率和更小的可氧化表面积。

本文还将这些经过CVI处理的陶瓷与先前研究的Si-SiC材料进行了比较，指出消除游离硅有助于防止相关问题。在BJ样品中，作者报告了冷却过程中二氧化硅层的开裂和碎裂现象，这与方石英相关的相变和热膨胀不匹配一致，这种不匹配会在脆性氧化层中产生应力，但在测试温度下仍能观察到整体的抗氧化性。