为了满足空间光学系统在各种恶劣环境中的适应性需要，碳化硅基陶瓷复合材料作为新一代的光机结构材料具有广阔的应用前景。金刚石/碳化硅复合材料以金刚石材料作为增强相，碳化硅作为基体材料，具有高化学稳定性、高力学强度、高热导率、低热膨胀系数、高硬度以及耐磨损等众多优点，以此材料制造的金刚石/碳化硅复合材料反射镜可以适应高温高磨损等恶劣环境下的应用。传统的金刚石/碳化硅复合材料的成形工艺存在着模具成本高、制造周期长以及工艺难度高等问题。增材制造作为近年兴起并快速发展的新型制造技术，拥有着自由制造和快速制造的巨大优势，具有巨大的发展前景。本实验选用增材制造技术中最适合碳化硅基陶瓷材料成形的选区激光烧结(Selective laser sintering, SLS)技术成形多孔金刚石/碳化硅预制体，并且结合液相渗硅法进行致密化处理最终制备了金刚石/碳化硅复合材料。主要研究内容和结果如下：

以金刚石、碳化硅以及环氧树脂E12作为原料，通过对粉末进行颗粒级配以提高混合粉末原料的松装密度。使用SLS设备成形了多孔金刚石/碳化硅预制坯体，观察了预制体的微观结构特征、对预制体在致密度、尺寸精度和抗弯强度方面的性能特征进行表征，研究探讨了激光能量密度和粘结剂含量对成形坯体性能的影响。发现通过降低激光扫描速率来增强激光能量密度可以提高SLS成形坯体的力学强度，但同时也会降低其尺寸精度和致密度，特别是当激光能量密度高于0.43J/mm³后，成形件的尺寸偏差会大幅度增加并能明显观察到严重的粘粉导致其变形的现象，故最终决定选择0.33J/mm³为最合适的激光能量密度。此外，增加粉末原料中的粘结剂的含量可以有效增强成形件的力学强度和致密度，但同时也会大幅度降低其尺寸精度，最终选择8wt%质量分数的环氧树脂E12作为SLS制备金刚石/碳化硅复合材料最合适的粘结剂添加量。

将SLS成形坯体在1000℃的氩气环境中进行脱脂固化后，在1500℃的真空环境中使用液相渗硅法对多孔碳化坯体进行致密化后最终获得了金刚石、α-SiC、β-SiC和硅四相分布的金刚石/碳化硅复合材料。经过观察复合材料表面微观形貌并对反应烧结过程进行分析研究后发现，在液相渗硅过程中金刚石会一定程度被硅所反应，生长的碳化硅会因为扩散作用将金刚石颗粒包覆住并阻止硅的进一步侵蚀，同时金刚石含量越低的样品中金刚石被反应的程度越高。

对金刚石/复合材料的机械性能、力学性能、热学性能以及摩擦磨损性能进行表征并研究探讨了金刚石含量对复合材料性能的影响。复合材料的最大体积密度、最大致密度、最大抗弯强度以及最大表面HRA硬度分别为2.90±0.01g/cm³、99.75±0.05%、231.15±3.27MPa和78.06±14.24。复合材料中的金刚石含量对材料的热学性能有重要的影响，在常温下的热膨胀系数和热导率范围分别为2.06×10^-6~3.14×10^-6K^-1和118.05Wm^-1K^-1~207.21Wm^-1K^-1。复合材料表面的摩擦磨损过程可以分为跑合磨损阶段、剧烈磨损阶段以及减磨阶段。复合材料中的金刚石含量越高时，材料表面的耐磨损性能越优。

本研究探索了使用SLS成形金刚石/碳化硅陶瓷材料最合适的激光烧结成形工艺参数，结合反应熔渗制备的金刚石/碳化硅复合材料相比于传统成形工艺制备反应烧结碳化硅材料在致密度、热导率、热膨胀系数、表面硬度以及耐磨损性能方面具有优异的表现。并快速制造了具有复杂结构，形状结构完整的金刚石/碳化硅复合材料反射镜坯，证明了此方法的近净成形能力。