[发明专利]一种光固化成型的高致密陶瓷的制备方法

摘要

本发明涉及陶瓷制备技术领域，具体为一种光固化成型的高致密陶瓷的制备方法。本发明通过优化浆料的组分及配比，使浆料适用于形状复杂的高致密陶瓷异形件坯体的3D打印制备，无需特别制作相应的模具。并且当本发明的浆料的固含量低于40vol％时仍能用于制作高致密陶瓷的坯体，最终制得的高致密陶瓷的相对密度仍可高达99％以上。坯体采用液态干燥方式进行干燥，使得本发明适于制作结构复杂及精密的高致密陶瓷的坯体。本发明采用真空/气氛保护排胶与空气排胶的二步脱脂法进行排胶，可减少坯体变形、开裂、起泡等缺陷问题。通过本发明方法制备的高致密陶瓷的相对密度均在90％以上，维氏硬度均在12GPa以上，残余碳含量均小于0.5wt％。

主权项

一种光固化成型的高致密陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1制备浆料：按以下质量百分比称取各组分并混合均匀，30‑80％的陶瓷粉末，15‑65％的预混液，0.01‑2％的光引发剂，0.04‑3％的分散剂，得到浆料；所述预混液由有机溶质与溶剂组成，所述溶剂的质量为预混液的质量的0‑90％，且不取0；所述有机溶质为丙烯酰胺、N–N’亚甲基双丙烯酰胺、1,6‑己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种；S2成型：将浆料置于光固化成型设备中，由光固化成型法制备出坯体；然后，坯体依次经过干燥步骤、排胶步骤和烧结步骤的加工，制得相对密度大于或等于90％，维氏硬度大于或等于12GPa，残余碳含量小于或等于0.5wt％的陶瓷；所述排胶步骤是：先对坯体进行真空排胶或气氛保护排胶处理，再对坯体进行空气排胶处理；所述真空排胶或气氛保护排胶的条件是：将坯体置于负压的排胶炉内或惰性气体保护的排胶炉内，以0.1‑10℃/min的速率升温至300‑1000℃并保温2‑6h，且升温过程中每隔50‑150℃保温0‑60min；接着，坯体在负压的排胶炉内或惰性气体保护的排胶炉内冷却至室温；所述空气排胶的条件是：将坯体置于空气气氛的排胶炉中，以1‑10℃/min的速率升温至400‑700℃并保温0.5‑10h；然后坯体随炉冷却至室温。