[发明专利]陶瓷颗粒混合物，以及从这种混合物制备陶瓷部件的方法

说明书

本发明涉及陶瓷颗粒混合物，所述陶瓷颗粒混合物按重量计主要包含陶瓷材料制成的可烧结颗粒和至少一种添加剂的颗粒，所述至少一种添加剂中的至少一种是无机固体材料。本发明也涉及基于这种陶瓷颗粒混合物的、处于生坯状态或者处于烧结状态的陶瓷坯件和陶瓷部件，以及从这种陶瓷混合物制备陶瓷部件的方法。

通过侵蚀的激光加工方法由Pham D.T.等描述在Laser milling（激光铣削）,Proc lnstn Mech Engrs,卷216，B部分:J.Engineering Manufacture（工程加工杂志）,第657-667页(2002)。就加工而言，激光辐射通常在非常短的时期内递送到减损维度（reduced dimension）的表面。这造成了极高的峰值功率密度(10¹²W/m²)，这造成了经辐照材料中的一系列的转变。

能以这种方法获得所述材料的熔融和蒸发，这造成局部的加工微腔。逐渐造成了一系列的这种空腔(特别是由于检流计的偏转器（deflector）或电动轴的移动)，使其可构建表面的形貌并且逐步重新生成复杂的形状。然而，这种名为“激光铣削”的为人所熟知的方法有很多缺点：

-为了使所述方法有效，所述材料对激光束波长必需有吸收性，这需要激光源适应要加工的材料。

-加工时间会非常长久(数十小时)，并且对于小体积或有限体积的消除材料(例如数十mm³)也是如此。

-部件中光束产生的热造成了热影响区域，在所述区域对所述材料的性质造成局部损坏(形成玻璃相、开裂、生成不需要的新相等)。这方面对于陶瓷材料特别重要，认为所述陶瓷材料非常脆弱，并且例如生成裂纹对其机械稳定性方面而言特别有害。

由于这些局限，这种方法经常只用于生产单个组分并且是非常小的数量(压制模具、构建模具等)。

在专利申请WO2006/079459中，描述了一种从材料流或例如激光的能量流来加工生坯体的方法。提出的加工是在生坯陶瓷或由通过有机粘合剂粘合把颗粒组装在一起构成的金属部件上进行的。生坯部件的成形是由传统粉末冶金法进行，所述方法也由陶瓷技师使用并且在文献中有广泛记载(压制、挤压等)。粘合剂的掺入（incorporation）同样为现有技术已知，这能提高颗粒组装的内聚性。通过由于能量流或材料流对生坯物体的连续切割或“剪接来获得现有技术文献中所述的加工。

专利申请DE19501279公开了使用UV脉冲激光以获得材料的选择性消除。

然而，这个文件强调了这个技术仅可能将材料少量除去，这是由于快速形成熔融材料层，所述熔融材料层再沉积在表面上。为了适应这个缺点，这个文件提供了液体存在下加工表面的方案，从而避免了这种除去的材料再沉积下来。

在A.Kruusing，Underwater and water-assisted laser processing（水下和水辅助的激光加工）:第1部分-general features,steam cleaning and shock processing（常见特性、蒸气清洁和冲击加工）Optics and Lasers in Engineering（光学和激光工程）41(2004),第307-327页中，也描述了在液体膜(经常是水)存在下使用激光表面加工。激光辐射期间，所述液体膜在局部剧烈受热，并且爆炸性地蒸发，从材料表面喷出矿渣和熔融颗粒。

在国际专利申请WO2010/055277中，将液体介质中的加工原理应用到生坯陶瓷或金属组分的示例中。所述加工在(由有机粘合剂粘合在一起的)金属或陶瓷的颗粒组装部件上进行，所述颗粒组装部件浸没在液体(水或醇)中，和/或其表面喷洒上这种液体。需要可变化的浸没时期(半小时到24小时)，从而使得所述液体通过开放孔隙侵入到生坯部件的核。

激光辐射期间，在生坯材料的表面，对所述材料中包含的液体发生了非常快速的加热。所述液体的极快蒸发(“爆炸性蒸发”)造成所述生坯部件结构的局部爆破。某些陶瓷材料(氧化铝和滑石)上成功实施了所述方法，但是不能用于加工例如堇青石。作者指出不是所有的陶瓷都适合这种类型的加工。另外，由于所述部件的分散加热会很快造成不希望的液体蒸发，所以加工深度仍然比较小(通常小于1mm)。持续这种加工需要把所述部件的重复地（renewed）浸没，或者将所述液体持续喷洒到要加工的表面。使用所述方法似乎特别繁琐，因为有至少三个原因：