[发明专利]用于增材制造的可烧结金属浆料

权利要求书

1.一种用于金属结构体的分层生长的金属浆料，包含：

载体，其包含至少一种溶剂和聚合物粘合剂；

金属骨架颗粒，其包含结构金属的颗粒，所述金属骨架颗粒具有D50颗粒尺寸；以及

金属熔渗剂颗粒，其D50颗粒尺寸小于所述金属骨架颗粒的D50颗粒尺寸的1/5，使得所述金属熔渗剂颗粒主要位于所述金属骨架颗粒之间的间隙空间中。

2.根据权利要求1所述的金属浆料，还包含无机反应性组分和无机增强组分中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的金属浆料，其中，所述金属骨架颗粒：

a.具有1μm至8μm的D50以及2μm至16μm的D90，例如具有1μm至3μm的D50以及3μm至6μm的D90、1μm至5μm的D50以及5μm至10μm的D90、或1μm至8μm的D50以及8μm至16μm的D90；或者

b.包含选自由油酸、辛酸、辛胺、三乙胺、乙二胺、己二酸、癸二酸、聚(丙烯酸)、聚(环氧乙烷)、乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和硝酸纤维素所组成的组中的表面配体；或者

c.包含选自由硼、碳、铬、钴、铜、铁、锰、钼、镍、磷、硅、钛、锡、钨、钒和锌以及它们的混合物、合金或复合物所组成的组中的材料。

4.根据权利要求1所述的金属浆料，其中，

a.所述金属骨架颗粒处于核-壳颗粒的形态，该核-壳颗粒的核包含选自铁、铜或钛的金属并且壳包含钴或镍，其中壳材料的厚度约小于100nm；或者

b.所述金属骨架颗粒处于核-壳颗粒的形态，该核-壳颗粒的核包含铁并且壳包含钴或镍，其中壳材料的厚度约小于25nm。

5.根据权利要求1所述的金属浆料，其中，所述金属熔渗剂颗粒：

a.具有50nm至1μm的D50，例如具有50nm至300nm的D50或50nm至100nm的D50；或者

b.包含选自由铝、硼、碳、铬、钴、铜、铁、镁、锰、钼、镍、磷、硅、锡、钛、钨、钒和锌所组成的组中的成分。

6.一种用于沉积金属浆料以制造金属部件的增材制造方法，所述方法包括：

(a)沉积金属浆料以在金属基材或陶瓷基材上形成湿膜，其中所述金属浆料包含：(i)金属骨架颗粒，其D50颗粒尺寸为1μm至5μm，所述金属骨架颗粒的浓度为所述金属浆料的50重量％至70重量％；(ii)金属熔渗剂颗粒，其D50颗粒尺寸小于所述金属骨架颗粒的D50颗粒尺寸的1/5，使得所述金属熔渗剂颗粒主要位于所述金属骨架颗粒之间所形成的间隙空间中，所述金属熔渗剂颗粒的浓度为所述金属浆料的10重量％至30重量％；

(b)干燥所述湿膜，直到通过能量输入而从所述湿膜中基本上除去溶剂，并且任选地分解所述湿膜的一些残余组分，从而形成干燥膜；

(c)进行激光划线，其中通过激光功率为1W至10W的光激发来从所述干燥膜中选择性地除去材料以限定层形状；以及

(d)烧结所述干燥膜，其中将能量施加在该膜上，使得该层被加热到500℃至800℃的温度，并且金属颗粒熔合在一起并且与下层熔合。

7.一种金属浆料组合物，包含：

第一多个金属颗粒，其中所述第一多个金属颗粒包括第一颗粒尺寸分布；

第二多个金属颗粒，其中所述第二多个金属颗粒包括小于所述第一颗粒尺寸分布的第二颗粒尺寸分布；以及

第三多个金属颗粒，其中所述第三多个金属颗粒包括小于所述第二颗粒尺寸分布的第三颗粒尺寸分布。

8.根据权利要求7所述的组合物，其中，所述第一颗粒尺寸分布的范围为10μm至40μm，所述第二颗粒尺寸分布的范围为1μm至10μm，并且所述第三颗粒尺寸分布的范围为0.1μm至1.0μm。

9.根据权利要求7所述的组合物，还包含粘合剂、溶剂和分散剂。