[发明专利]钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法

权利要求书

1.一种钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征在于，通过将石英玻璃粉、硅酸锆粉和钛酸钾晶须干混制成陶瓷芯料后进一步加入光固化树脂并球磨共混得到陶瓷型芯料浆，经过3D打印逐层固化得到陶瓷型芯素坯，再将陶瓷型芯素坯置于陶瓷匣钵的轻质氧化镁粉中，经烧结得到陶瓷型芯，最后经硅酸乙酯水解液强化后得到钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯；

所述的型芯料浆的组分及含量为：质量百分比含量为80-94wt％的石英玻璃粉、2-5wt％的硅酸锆粉、3-15％钛酸钾晶须；

所述的光固化树脂，其用量占陶瓷芯料30-50wt％。

2.根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的石英玻璃粉，其中SiO₂含量≥99wt％，粒度分布1-100μm；所述的硅酸锆粉，其中Fe₂O₃杂质含量≤0.1wt％，粒度分布1-30μm；所述的钛酸钾晶须，长度为1-20μm，直径为0.3-1μm，化学成分为K₂O·6TiO₂。

3.根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的光固化树脂为含有光引发剂的水性聚氨酯丙烯酸酯、水性环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的3D打印，具体为：通过计算机建立陶瓷型芯的3D模型，再按层分解，将3D模型分解成一系列厚度为25-75μm的二维模型，然后将建立好的3D模型数据输入紫外光固化3D打印机中，并设置打印程序，再将陶瓷型芯料浆注入到3D打印机中，通过紫外光逐层扫描固化方式，将二维薄片逐层固化堆积成型，得到陶瓷型芯素坯。

5.根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的陶瓷型芯素坯，在无水乙醇中进行浸泡，去除多余的未固化树脂，每次浸泡时间为5-10min，浸泡次数为2-4次。

6.根据权利要求1或4或5所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的陶瓷型芯素坯，经二次固化，即将陶瓷型芯素坯放入到紫外固化箱中继续固化1-5h。

7.根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的烧结，具体为：升温至200℃保温2h、再升温至500℃保温2h、再升温1000℃保温2h，然后升至1200℃下保温2h，升温速度均为30℃/h，随炉冷却至室温后出炉。

8.根据权利要求1或7所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的硅基陶瓷型芯，在烧结后进行表面吹粉清理，并用型芯量具进行检测后修型。

9.根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的强化是指：将型芯放入装有硅酸乙酯水解液的容器中，然后将容器置于负压环境下，使硅酸乙酯水解液能够渗透到型芯的孔隙当中，浸泡时间保持2h，然后摆放在架子上晾干24h，最后于150℃下干燥2h，获得钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯。

10.根据权利要求1后9所述的钛酸钾晶须增强的硅基陶瓷型芯3D打印制备方法，其特征是，所述的硅酸乙酯水解液的组分及质量百分比含量为：硅酸乙酯34.3％、无水乙醇25％、异丙醇1.5％、丙二醇甲醚13％、酸性硅溶胶25.8％、20％质量浓度的盐酸0.4％，经混合原料并搅拌得到。