[发明专利]一种3D打印陶瓷材料有效
申请号: | 201710614835.X | 申请日: | 2017-07-26 |
公开(公告)号: | CN107698261B | 公开(公告)日: | 2019-11-22 |
发明(设计)人: | 余娟丽;张天翔;张神赐;赵英民;李淑琴;裴雨辰 | 申请(专利权)人: | 航天特种材料及工艺技术研究所 |
主分类号: | C04B35/584 | 分类号: | C04B35/584;C04B35/622;C04B35/63;C04B35/632;C04B35/636;B33Y10/00;B33Y70/00 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 层状结构 打印 层状陶瓷 陶瓷材料 陶瓷层 微观层 陶瓷 微观 材料力学性能 层状陶瓷材料 能量耗散结构 陶瓷层状结构 制备高性能 棒状陶瓷 薄层结构 冰晶结构 断裂的 宏观层 锯齿状 坯体层 烧结性 水结晶 宏观 冷冻 | ||
1.一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:由3D打印工艺形成宏观的陶瓷层状结构,在3D打印形成的每一层宏观的陶瓷层中具有微观层状结构,在微观层与微观层的界面之间以及3D打印的宏观陶瓷层界面之间为棒状陶瓷晶层;
所述的3D打印陶瓷材料由陶瓷浆料在-10℃~-20℃温度下连续逐层打印得到陶瓷层状结构,陶瓷层状结构解冻后进行逐层缓慢控制冷冻成型得到微观层状结构,所述的逐层缓慢控制冷冻成型为对解冻后的陶瓷层状结构从一端开始逐层进行冷冻固化成型,得到每一层厚度≤1μm的微观层状结构。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:所述的微观层状结构再经干燥、烧结后得到层界面之间为棒状陶瓷晶层的3D打印层状陶瓷材料。
3.根据权利要求2所述的一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:所述的冷冻工艺采用方式一或方式二,
方式一,将解冻后的陶瓷层状结构置于冷冻容器中,从冷冻容器底端注入冷冻介质,对陶瓷层状结构在≤-80℃下进行逐层冷冻固化成型,每层冷冻厚度≤1μm,冷冻保温时间为不少于0.5分钟;
方式二,按照冷冻方向,使解冻后的陶瓷层状结构持续进入到≤-80℃的冷冻介质中,进入速度不大于1μm/3min,进行逐层冷冻固化成型。
4.根据权利要求2所述的一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:所述的陶瓷浆料以硅溶胶为液相,添加陶瓷粉体和小分子多元羟基醇类有机物,所述的小分子多元羟基醇类有机物为陶瓷浆料中液相水的质量的0.5~3%,所述的小分子多元羟基醇类有机物的分子量小于10000。
5.根据权利要求2或4所述的一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:所述的陶瓷浆料中添加微量增加陶瓷浆料塑性的有机物,用量为陶瓷浆料中液相水的质量的0.5~2%。
6.根据权利要求5所述的一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:所述的陶瓷浆料中添加少量的分散剂,添加量为陶瓷浆料中固体总质量的0.5~3%。
7.根据权利要求2所述的一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:所述的解冻工艺为,陶瓷层状结构在25~40℃的温度下保温5~10min。
8.根据权利要求4所述的一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:所述的小分子多元羟基醇类有机物为陶瓷浆料中液相水的质量的1±0.2%。
9.根据权利要求5所述的一种3D打印陶瓷材料,其特征在于:所述的增加陶瓷浆料塑性的有机物用量为陶瓷浆料中液相水的质量的1±0.2%。
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