[发明专利]一种3D直写打印复合陶瓷浆料、制备方法及得到的陶瓷

权利要求书

1.一种3D直写打印复合陶瓷浆料，其特征在于，包括以下原料：

微纳米主体材料：氧化铝或碳化硅；

添加物粉体材料：氧化硅、氧化钇、氧化铈中的一种或两种；

分散剂：聚乙二醇、硬脂酰胺、六偏磷酸钠中的至少一种；

粘结剂：海藻酸钠、黄原胶、羟甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；

所述的微纳米主体材料与添加物粉体材料的重量比为20：1～45：1；

所述的分散剂添加量为浆料总重量的0.1～1％；

所述的粘结剂的添加量为浆料总重量的0.2～0.5％；

所述的微纳米主体材料粒径分布为2～10μm，添加物粉体材料粒径分布为80～2000nm；

所述的3D直写打印复合陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将微纳米主体材料和添加物粉体材料干燥，研磨过筛，取出添加物粉体材料加入分散剂溶液中预分散，得到悬浊液；

(2)将粘结剂加入悬浊液中，以600～1000r/min的转速搅拌30～60min搅拌，再加入干燥后的微纳米主体材料粉末，逐渐提升转速至1200～2000r/min，搅拌2～3h，将混匀的浆料放入真空箱进行去除气泡，获得3D直写打印复合陶瓷浆料；

所述的3D直写打印复合陶瓷浆料在1s^－1剪切速率下的粘度优选为600～2000Pa·S。

2.根据权利要求1所述的3D直写打印复合陶瓷浆料，其特征在于，所述的分散剂为六偏磷酸钠和聚乙二醇6000的混合物，六偏磷酸钠和聚乙二醇6000的重量比为1：10～1：100。

3.根据权利要求1所述的3D直写打印复合陶瓷浆料，其特征在于，所述的粘结剂为海藻酸钠和聚乙烯吡咯烷酮的混合物，海藻酸钠与聚乙烯吡咯烷酮的重量比为1：0.1～1：10。

4.根据权利要求1-3任一权利所述的3D直写打印复合陶瓷浆料制备得到的具有仿生结构高强高韧复合陶瓷。

5.根据权利要求4所述的具有仿生结构高强高韧复合陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：

(1)利用3D直写打印技术将所述的3D直写打印复合陶瓷浆料打印成复合陶瓷生坯；

(2)复合陶瓷生坯在室温下干燥，再放入温度大于80℃的鼓风干燥烘箱中保温12h以上，最后放入设定好升温程序的马弗炉中烧制得到具有仿生结构高强高韧复合陶瓷。

6.根据权利要求5所述的具有仿生结构高强高韧复合陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的3D直写打印技术参数为：喷嘴直径为1～3mm，打印层厚为1.2～3.6mm，打印速度为200～300mm/min。

7.根据权利要求5所述的具有仿生结构高强高韧复合陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的升温程序为以5～10℃/min的升温速率，由室温升温至500℃，保温去除有机粘结剂后，在500～1600℃以3～5℃/min升温，空气气氛下烧结2～3h。