[发明专利]一种陶瓷浆料的制备方法和陶瓷器件

说明书

本申请属于陶瓷的技术领域，尤其涉及一种陶瓷浆料的制备方法和陶瓷器件。本申请提供了一种陶瓷浆料的制备方法，包括：步骤1、将陶瓷粉体、有机溶剂、水、表面改性剂和酸碱调节剂混合，得到pH值为2‑6的混合液，将混合液进行加热改性，然后干燥得到改性陶瓷粉体；步骤2、将改性陶瓷粉体、光敏树脂和引发剂混合，得到陶瓷浆料。本申请还提供了一种陶瓷浆料制得的陶瓷器件，包括：将陶瓷浆料依次进行光固化成型、脱脂和烧结处理，得到陶瓷器件。本申请提出一种的适用于光固化成型技术的陶瓷浆料的制备方法，能改善陶瓷粉体颗粒与树脂的相容性，使陶瓷粉体与树脂更好地混合，从而制备出固相含量高、粘度低、稳定性好、分散性好且均匀的浆料。

技术领域

本申请属于陶瓷的技术领域，尤其涉及一种陶瓷浆料的制备方法和陶瓷器件。

背景技术

先进陶瓷具有低密度、高硬度、高强度、化学稳定性好和高温性能优良等优点，已被广泛应用于化工、机械、电子、航空航天等领域。目前传统的陶瓷成型工艺(如干压成型、流延成型、热压铸成型、凝胶注模成型等)，可以成型大部分结构简单的陶瓷产品。但是由于陶瓷材料的韧性低，陶瓷构件的可加工性差，导致常规的陶瓷制造工艺在制造精密型、复杂型的特种陶瓷时，往往需要借助模具，工艺配备复杂、制作时间长、制作成本极高且周期长，这使得它们渐渐无法满足日益增长的特种陶瓷产品研发和市场使用需要，严重阻碍了陶瓷材料在工程领域的推广和应用。因此，研究一种具备低成本、高精度、高性能、复杂形状部件的成型方法用以制备陶瓷材料是一个亟待解决的问题，同时对推进我国制造业转型升级具有重要意义。

增材制造技术对于成型复杂结构陶瓷零件具有显著的优势，具有非常大的应用潜力。而且，在许多增材制造技术中，光固化成型由于其具有更高的精度而更加突出。光固化成型技术(3D打印技术)，它是用特定波长与强度的光聚焦到光固化材料表面，使之固化，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，如此循环，构成一个三维实体。然而，现有技术陶瓷浆料应用于光固化成型技术成型时，由于浆料固相含量高会导致粘度大，流动性差，浆料团聚严重等问题而导致成型困难，成型的样品有缺陷。所以，当前光固化成型技术的核心问题是粉体固含量低，流动性差，这严重影响了后期的烧结性能，因此，开发出一种高固含量、低粘度适用于光固化成型的陶瓷浆料迫在眉睫。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种适用于光固化成型技术的陶瓷浆料的制备方法。本申请的方法能改善陶瓷粉体颗粒与树脂的相容性，使陶瓷粉体与树脂更好地混合，从而制备出固相含量高、粘度低、稳定性好、分散性好且均匀的浆料。

为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将陶瓷粉体、有机溶剂、表面改性剂和酸碱调节剂混合，得到pH值为2-6的混合液，将所述混合液进行加热改性，然后干燥得到改性陶瓷粉体，其中，所述有机溶剂为乙醇或丙酮；

步骤2、将所述改性陶瓷粉体、光敏树脂和引发剂混合，得到陶瓷浆料。

作为优选，所述陶瓷浆料的体积百分比为40-60vol％。

作为优选，所述陶瓷粉体选自氧化铝、氧化锆和氧化钇中的一种或多种。

作为优选，所述陶瓷粉体的粒径为0.1-5微米。

作为优选，所述表面改性剂选自铝酸酯、钛酸酯、硅烷偶联剂和锆酸脂中的一种或多种；更优选为铝酸酯。

作为优选，步骤1中，步骤1中，所述陶瓷粉体占所述混合液的体积百分比为1-10vol％；所述有机溶剂占所述混合液的体积百分比为30-60vol％；所述水占所述混合液的体积百分比为30-60vol％；所述表面改性剂占所述混合液的体积百分比为1-10vol％。

具体的，所述陶瓷粉体的体积以其理论密度和质量计算其体积进行计算；所述表面改性剂的体积以其理论密度和质量计算其体积进行计算。