[发明专利]一种光固化氮化硅陶瓷浆料、氮化硅陶瓷及其制备方法

说明书

本申请属于陶瓷材料的技术领域，尤其涉及一种光固化氮化硅陶瓷浆料、氮化硅陶瓷及其制备方法。本申请提供了一种光固化氮化硅陶瓷浆料、氮化硅陶瓷及其制备方法，能有效解决传统的氮化硅陶瓷浆料的固相含量低，以及其光固化成型的单层固化厚度低的技术缺陷。本申请一种光固化氮化硅陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将氮化硅粉体溶液、烧结助剂溶液、分散剂和沉淀剂混合，得到沉淀溶液，并对所述沉淀溶液过滤得到混合固体；步骤二、对所述混合固体进行清洗后煅烧和球磨后，得到包覆粉体；步骤三、将所述包覆粉体、光固化树脂、光引发剂和分散剂混合，得到光固化氮化硅陶瓷浆料。

技术领域

本申请属于陶瓷材料的技术领域，尤其涉及一种光固化氮化硅陶瓷浆料、氮化硅陶瓷及其制备方法。

背景技术

氮化硅陶瓷是目前最有潜力的结构陶瓷之一，其优异的高温性能、化学稳定性等特性，使其在高温领域发挥着重要作用。随着科学技术的发展，氮化硅陶瓷的应用领域、使用要求也越来越严苛。目前，传统制造方法都是将氮化硅粉体或料浆通过模具成型，再经过烧结等后处理配合机加工得到所需的陶瓷构件，这种模具成型工艺就使得构件加工成本较高、难以制备弧度、镂空等结构复杂的零件，严重限制了氮化硅陶瓷的应用与发展。

针对这一问题，众多学者提出净尺寸成型方法，通过增材制造方法(固体无模具成型技术)直接成型所需形状的构件，这一技术能够制备具有复杂结构的氮化硅陶瓷，这使得制备成本下降，拓宽氮化硅陶瓷的使用领域。目前用于陶瓷的快速成型方法有：三维打印成型(3DP)、激光选区熔化(SLM)以及光固化成型(SLA/DLP)。光固化成型方法较其他两种主流方法更易制备致密陶瓷零件。但光固化成型方法需要一种合适的氮化硅陶瓷浆料。学者研究了用于光固化成型的氮化硅陶瓷浆料，存在以下问题：(1)传统的氮化硅陶瓷浆料的固相含量低；(2)传统的氮化硅陶瓷浆料的单层固化厚度低。这两个主要问题限制了氮化硅陶瓷利用光固化成型技术成型。

申请内容

有鉴于此，本申请提供了一种光固化氮化硅陶瓷浆料、氮化硅陶瓷及其制备方法，能有效解决传统的氮化硅陶瓷浆料的固相含量低，以及其光固化成型的单层固化厚度低的技术缺陷。

本申请一种光固化氮化硅陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、将氮化硅粉体溶液、烧结助剂溶液、第一分散剂和沉淀剂混合，得到沉淀溶液，并对所述沉淀溶液过滤得到混合固体；

步骤二、对所述混合固体进行清洗后煅烧和球磨后，得到包覆粉体；

步骤三、将所述包覆粉体、光固化树脂、光引发剂和第二分散剂混合，得到光固化氮化硅陶瓷浆料。

作为优选，所述氮化硅粉体溶液中的氮化硅粉体的粒径为0.2-1μm。

作为优选，所述氮化硅粉体溶液的浓度为0.1-1mol/L。

作为优选，所述烧结助剂溶液包括六水合氯化铝溶液、九水合硝酸铝溶液、六水合硝酸钇溶液、六水氯化镁溶液和六水硝酸镁溶液的一种或多种。

作为优选，所述烧结助剂溶液的浓度为0.01～0.5mol/L。

更为优选的，所述烧结助剂溶液的浓度为0.01～0.04mol/L。

作为优选，所述沉淀剂包括NaOH、KOH、NH₃·H₂O和CO(NH₂)₂中的一种或多种。

作为优选，所述沉淀溶液的PH值为8-12。

更为优选的，所述沉淀溶液的PH值为9～11。

本申请还公开了一种氮化硅陶瓷浆料，包括如所述的光固化氮化硅陶瓷浆料的制备方法制得。

本申请还公开了一种氮化硅陶瓷的制备方法，包括以下步骤：