[发明专利]一种陶瓷材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于3D打印材料技术领域，尤其涉及一种陶瓷材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：a)将含陶瓷粉体的浆料进行光固化成型，得到坯体；b)将所述坯体依次进行脱脂、浸渗和烧结，得到陶瓷材料。本发明通过光固化成型法制备坯体，成型效率高，坯体的形状尺寸精度高；再通过脱脂，使得坯体形成不变形、不开裂的多孔坯体，再经过浸渗，能够制备得到具有复杂形状且强度、韧性高的陶瓷材料。

技术领域

本发明属于3D打印材料技术领域，尤其涉及一种陶瓷材料及其制备方法和应用。

背景技术

光固化成型技术通过计算机控制特定波长与强度的激光束在x-y面进行扫描，使陶瓷浆料选择性固化，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面，如此层层叠加构成一个陶瓷坯体。然而，利用光固化成型工艺，复杂形状的陶瓷材料制备困难，且制备出的陶瓷材料强度、韧性低，限制了其在工业上的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种陶瓷材料及其制备方法和应用，用于解决现有复杂形状陶瓷材料制备困难及陶瓷材料强度、韧性低的问题。

本发明的具体技术方案如下：

一种陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

a)将含陶瓷粉体的浆料进行光固化成型，得到坯体；

b)将所述坯体依次进行脱脂、浸渗和烧结，得到陶瓷材料。

优选的，所述浆料还包括预混液、光引发剂、分散剂和表面改性剂；

所述预混液选自丙烯酸酯溶液、二甲基丙烯酸酯溶液、甲基丙烯酰胺溶液、甲基丙烯酸2-羟基乙酯溶液或N–N’亚甲基双丙烯酰胺溶液。

优选的，所述陶瓷粉体、所述预混液、所述光引发剂、所述分散剂和所述表面改性剂的质量比为(40～90)：(10～50)：(1～3)：(1～3)：(1～3)。

优选的，步骤a)之后，步骤b)之前，还包括：干燥；

所述干燥的温度为25℃～80℃；

所述干燥的时间为5h～36h。

优选的，步骤b)所述脱脂包括：

以0.1℃/min～10℃/min的速率升温至600℃～1000℃并保温1h～6h。

优选的，步骤b)所述浸渗包括：

将所述坯体在负压下置于25℃～200℃浸渗溶液中0.5h～10h；

所述浸渗溶液选自聚硅氧烷溶液、聚硅氮烷溶液或聚碳硅烷溶液。

优选的，步骤b)所述浸渗之后，所述烧结之前，还包括：

在负压下进行热解；

所述热解的温度为400℃～800℃；

所述热解的时间为0.5h～5h。

优选的，步骤b)所述烧结包括：

以10℃/min～15℃/min的速率升温至1450℃～1850℃并保温1h～4h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的陶瓷材料。

本发明还提供了上述技术方案所述陶瓷材料在3D打印中的应用。