3D打印用氧化铝陶瓷浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于特种功能陶瓷技术领域，具体涉及一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料及其制备方法和应用。所述的陶瓷浆料，由以下重量百分数的原料制成：氧化铝配方料75％‑85％；硬脂酸0.5％‑5％；聚丙烯3‑11％；石蜡1‑10％；其中，所述的氧化铝配方料由以下重量百分数的原料制成：氧化镧0.1％；氧化铌0.2％；氧化钇0.1％；氧化铝99.5％。本发明专利技术制备的氧化铝陶瓷浆料固相含量高，最高可达85％，适用于直接成型各种个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密部件；将本发明专利技术氧化铝陶瓷浆料制成氧化铝增材，能够直接在熔融沉积3D打印机上使用；所述的制备方法，简单易实施。

Alumina ceramic slurry for 3D printing and preparation method and application thereof

The invention belongs to the technical field of special functional ceramics, in particular to an alumina ceramic slurry used for 3D printing and a preparation method and an application thereof. The ceramic slurry, made by the following weight percentage: raw material 75% alumina formula 85%; stearic acid 0.5% 5%; 3 pp 11%; 1 paraffin 10%; among them, alumina formula for the material by the following weight percentage of the raw material: 0.1% 0.2% lanthanum oxide; niobium oxide; yttrium oxide 0.1% alumina; 99.5%. Alumina ceramic slurry solid content prepared by the invention is high, up to 85%, suitable for molding a variety of personalized, complex, special and difficult shaped precision parts; the invention of alumina ceramic slurry made of alumina adding materials, can be used directly in the fused deposition 3D printer; the preparation method. Simple and easy to implement.

【技术实现步骤摘要】
3D打印用氧化铝陶瓷浆料及其制备方法和应用
本专利技术属于特种功能陶瓷
，具体涉及一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
3D打印技术于上世纪80年代诞生于美国，其突破了传统的加工模式，被认为是近20年制造
的一次重大突破。3D打印技术是依据CAD三维建模、通过材料的逐层叠加堆积直接获得实体部件的技术，也被称为“增量技术”、“堆积技术”等。与传统的制造技术相比，3D打印技术的制造速度更快，并可直接制造出任意复杂形状的部件，是非常有应用前景并符合未来技术发展趋势的制造技术，受到国内外很多学者的关注。目前，3D打印技术已在高分子、金属材料领域得到较好的应用和发展，在陶瓷材料领域也不断取得一些技术突破。20世纪90年代中期，研究者们就开始尝试通过3D打印技术成型陶瓷部件，目前已取得显著的研究进展。目前主要是采用激光的方法制备出了一些陶瓷部件，但是针对光固化成型陶瓷，目前国内尚未见报道。3D打印技术在制造陶瓷材料方面具有很大优势，不依赖复杂模具和机械加工，并可根据材料不同的性能要求，开发出不同结构的陶瓷材料，这为复杂形状的部件制造提供了一种新的成型方法。众所周知，先进陶瓷光固化成型的首要前提是可聚合的陶瓷料浆的制备。陶瓷料浆的性能不仅影响着随后的成型、预烧和烧结，还与原料的利用率、工艺效率和冷加工成本等密切关联。如何制备出能够光固化成型的、适用于3D打印技术的陶瓷料浆，是特种功能陶瓷
亟待解决的主要课题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料，具有固相含量高的特点，本专利技术同时提供其制备方法和应用。本专利技术所述的3D打印用氧化铝陶瓷浆料，由以下重量百分数的原料制成：其中，所述的氧化铝配方料由以下重量百分数的原料制成：所述的3D打印用氧化铝陶瓷浆料的制备方法，包括如下步骤：(1)制备氧化铝配方料：按配方量分别称取氧化铝、氧化镧、氧化铌、氧化钇粉体，依次加入装有氧化铝研磨球的球磨罐中，其中，料球比为1：2，加入研磨介质，球磨4h后，干燥待用；(2)氧化铝陶瓷料的制备：首先，将聚丙烯加热到180-200℃，保温30-40min；然后，降温至160-175℃，加入硬脂酸，保温至完全溶解；再降温至130-150℃，加入石蜡，140-160℃下混合均匀，将干燥的氧化铝配方料分批次加入，搅拌均匀后，得氧化铝陶瓷浆料。所述的研磨介质为水。氧化铝陶瓷料的制备优选为：首先，将称量好聚丙烯加热到180-200℃，使其由白色粒状变为无色的稠状物质；然后，降温至160-175℃，加入硬脂酸，硬脂酸完全溶解后，冷至130-150℃，加入石蜡，140-160℃下混合均匀，呈白色粘稠状，将干燥后的氧化铝配方粉体分批次加入到上述粘稠状混合物中，用搅拌机搅拌均匀，得氧化铝陶瓷浆料。所述的分批次优选为2-4次。所述的3D打印用氧化铝陶瓷浆料有两种应用形式：第一种，氧化铝陶瓷浆料采用3D打印机直接成型各种个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密部件；第二种，将氧化铝陶瓷浆料制备成氧化铝增材，应到用熔融沉积3D打印机上制备陶瓷材料。所述的氧化铝增材的制备方法如下：将氧化铝陶瓷浆料通过双螺杆挤出机在170-190℃下挤出拉长为直径1.75mm的细长条，然后在设备附带的水槽中冷却，成为氧化铝陶瓷增材。综上所述，本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术制备的氧化铝陶瓷浆料固相含量高，最高可达85％，适用于直接成型各种个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密部件。(2)将本专利技术氧化铝陶瓷浆料制成氧化铝增材，能够直接在熔融沉积3D打印机上使用。(3)本专利技术所述的制备方法，简单易实施。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。实施例1制备氧化铝粉体的固含量85％的氧化铝陶瓷浆料及增材：(1)制备氧化铝配方料：利用电子天平(精度0.01g)称取球形氧化铝陶瓷粉1700g、氧化镧粉体1.7g、氧化铌粉体3.4g、氧化钇粉体1.7g，依次加入装有氧化铝研磨球的球磨罐中，料球比1：2，加入1000g水作为研磨介质，球磨4h后，干燥待用。(2)氧化铝陶瓷料的制备：利用电子天平称量聚丙烯粉体220g加热到190℃，使其由白色粒状变为无色的稠状物质；降温至170℃，加入硬脂酸40g，硬脂酸完全溶解后，冷至140℃加入石蜡40g，继续加热至150℃，保温至混合均匀，呈白色粘稠状物质。将干燥的氧化铝配方料分三次加入到上述粘稠状物质中，用搅拌机搅拌均匀，得氧化铝陶瓷料。(3)氧化铝增材的制备：设定双螺杆挤出机的温度，调节其在180℃，通过双螺杆挤出机将氧化铝陶瓷料再次混料并将料挤出拉长为直径1.75mm的细长条，在设备附带的水槽中冷却，成为氧化铝增材。实施例2制备氧化铝粉体的固含量80％的氧化铝陶瓷浆料及增材：(1)制备氧化铝配方料：利用电子天平(精度0.01g)称取球形氧化铝陶瓷粉1600g、氧化镧粉体1.6g、氧化铌粉体3.2g、氧化钇粉体1.6g，依次加入装有氧化铝研磨球的球磨罐中，料球比1：2，加入1000g水作为研磨介质，球磨4h后，干燥待用。(2)氧化铝陶瓷料的制备：利用电子天平称量聚丙烯粉体180g加热到180℃，使其由白色粒状变为无色的稠状物质；降温至160℃，加入硬脂酸20g，硬脂酸完全溶解后，冷至130℃加入石蜡200g，继续加热至150℃，保温至混合均匀，呈白色粘稠状物质。将干燥的氧化铝配方料分两次加入到上述粘稠状物质中，用搅拌机搅拌均匀，得氧化铝陶瓷料。(3)氧化铝增材的制备：设定双螺杆挤出机的温度，调节其在170℃，通过双螺杆挤出机将氧化铝陶瓷料再次混料并将料挤出拉长为直径1.75mm的细长条，在设备附带的水槽中冷却，成为氧化铝增材。实施例3制备氧化铝粉体的固含量75％的氧化铝陶瓷浆料及增材：(1)制备氧化铝配方料：利用电子天平(精度0.01g)称取球形氧化铝陶瓷粉1500g、氧化镧粉体1.5g、氧化铌粉体3.0g、氧化钇粉体1.5g，依次加入装有氧化铝研磨球的球磨罐中，料球比1：2，加入1000g水作为研磨介质，球磨4h后，干燥待用。(2)氧化铝陶瓷料的制备：利用电子天平称量聚丙烯粉体220g加热到200℃，使其由白色粒状变为无色的稠状物质；降温至180℃，加入硬脂酸80g，硬脂酸完全溶解后，冷至160℃加入石蜡200g，150℃保温至混合均匀，呈白色粘稠状物质。将干燥的氧化铝配方料分四次加入到上述粘稠状物质中，用搅拌机搅拌均匀，得氧化铝陶瓷料。(3)氧化铝增材的制备：设定双螺杆挤出机的温度，调节其在190℃，通过双螺杆挤出机将氧化铝陶瓷料再次混料并将料挤出拉长为直径1.75mm的细长条，在设备附带的水槽中冷却，成为氧化铝增材。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料，其特征在于：由以下重量百分数的原料制成：

【技术特征摘要】
1.一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料，其特征在于：由以下重量百分数的原料制成：其中，所述的氧化铝配方料由以下重量百分数的原料制成：2.根据权利要求1所述的3D打印用氧化铝陶瓷浆料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)制备氧化铝配方料：按配方量分别称取氧化铝、氧化镧、氧化铌、氧化钇粉体，依次加入装有氧化铝研磨球的球磨罐中，其中，料球比为1：2，加入研磨介质，球磨4h后，干燥待用；(2)氧化铝陶瓷料的制备：首先，将聚丙烯加热到180-200℃，保温30-40min；然后，降温至160-175℃，加入硬脂酸，保温至完全溶解；再降温至130-150℃，加入石蜡，140-160℃下混合均匀，将干燥的氧化铝配方料分批次加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伶，李勇，张萍萍，王洪升，程之强，孙孟勇，高勇，张晓丽，王再义，
申请(专利权)人：山东工业陶瓷研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37