表面改质陶瓷粉体及其应用制造技术

本发明专利技术公开一种表面改质陶瓷粉体及其应用。该表面改质陶瓷粉体包括：多个陶瓷颗粒以及至少部分包覆于每一个陶瓷颗粒的表面改质材料。其中，陶瓷颗粒的平均粒径实质介于10微米(μm)至100微米之间。表面改质材料金属、金属氧化物或上述的组合。

Surface modified ceramic powder and its application

The invention discloses a surface modified ceramic powder and its application. The surface modified ceramic powder comprises a plurality of ceramic particles and a surface modified material at least partially coated with each ceramic particle. The average particle size of ceramic particles is between 10 micron (mu m) and 100 micron. Surface modification material metal, metal oxide or the above combination.

【技术实现步骤摘要】
表面改质陶瓷粉体及其应用
本专利技术所公开的是涉及一种陶瓷粉体；特别是涉及一种具有改质表面的陶瓷粉体，以及其应用。
技术介绍
激光积层制造(AM，AdditiveManufacturing)技术，是先将欲加工物件的立体图结构区分成一层一层的平面结构。再利用聚焦激光光束对包含有金属粉体的材料粉末进行烧结，通过不断地重复铺粉与激光烧结动作，将每一层平面结构逐层堆叠起来，而制成所设计的加工物件。由于具有客制化、迅速、弹性及高价效比的优点，目前已广泛应用于汽车、航太、模具、医材、珠宝、艺术及民生消费产品等领域。典型的积层制造过程中所使用的材料粉体，需要很高的流动性(flowability)，使每一层粉体铺粉相对均匀，方可维持积层制造产品的品质。例如一般粉体流动率(powderflowrate)必须小于60秒/50克。典型的积层制造材料粉体一般包含金属粉体。应用于不同范围可能会在金属粉体中掺杂其他材料，例如陶瓷粉末。然而，其他材料的添加常导至材料粉体的流动性大幅降低，造成积层制造过程产生的铺粉不均匀的现象，间接影响积层制造的制作工艺良率及加工物件的成型品质。因此，目前亟需提供一种新的表面改质陶瓷粉体及其应用此表面改质陶瓷粉体所制成的复合粉体，以增进复合粉体的流动性。
技术实现思路
本专利技术中的一实施例提供一种表面改质陶瓷粉体。此表面改质陶瓷粉体包括：多个陶瓷颗粒以及至少部分包覆于每一个陶瓷颗粒的表面改质材料。其中，陶瓷颗粒的平均粒径实质介于10微米(μm)至100微米之间。表面改质材料是金属、金属氧化物或上述的组合。本专利技术中的另一实施例提供一种金属/陶瓷复合粉体。此金属/陶瓷复合粉体包括如前所述的表面改质陶瓷粉体以及多个金属颗粒。表面改质陶瓷粉体占金属/陶瓷复合粉体的重量百分比实质介于1至10之间；金属颗粒占金属/陶瓷复合粉体的重量百分比实质介于90至99之间，且金属颗粒的平均粒径实质介于10微米(μm)至100微米之间。本专利技术中的又一实施例提供一种金属/陶瓷复合粉体的制作方法，此方法包括下述步骤：首先提供多个平均粒径实质介于10微米至100微米之间的陶瓷颗粒。接着，进行表面改质处理，将表面改质材料至少部分包覆于每一个陶瓷颗粒的表面，其中表面改质材料是金属、金属氧化物或上述的组合。后续，将表面改质处理后的陶瓷颗粒与多个金属颗粒均匀混合。根据上述，本专利技术的实施例是公开一种表面改质陶瓷粉体、应用此表面改质陶瓷粉体所制成的复合粉体及其制作方法。表面改质陶瓷粉体是通过在具有特定粒径尺寸的陶瓷颗粒的表面至少部分地包覆材质为金属、金属氧化物或上述的组合的表面改质材料来增进金属/陶瓷复合粉体的流动性。在本专利技术的一些实施例中，由表面改质陶瓷粉体与金属粉体混合所制成的金属/陶瓷复合粉体，具有实质介于30秒/50克至60秒/50克之间的流动性。可于积层制造过程中提供相对均匀的铺粉层，防止后续所进行的粉末烧结步骤产生厚度不均一的问题，用于维持积层制造产品的品质。附图说明为了对本专利技术的上述实施例及其他目的、特征和优点能更明显易懂，特举数个较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下:图1A是本专利技术的一实施例所绘示的一种制作表面改质陶瓷粉体的方法流程图；图1B是本专利技术的一实施例所提供的一种陶瓷颗粒的电子显微影像图；图1C是使用图1A的方法所形成的表面改质陶瓷粉体的电子显微影像图；图1D是图1C的电子显微影像的局部放大图；图2是本专利技术的一实施例所提供的一种金属/陶瓷复合粉体的电子显微影像图；图3是本专利技术的一些实施例和比较例所绘示的复合粉体流动性测试结果分析图；图4A是本专利技术的一实施例所绘示的一种制作表面改质陶瓷粉体的方法流程图；图4B是使用图4A的方法所形成的表面改质陶瓷粉体的电子显微影像图；图4C是图4B的电子显微影像的局部放大图；图5是本专利技术的一实施例所提供的一种金属/陶瓷复合粉体的电子显微影像图；以及图6是本专利技术的一实施例所绘示的复合粉体流动性测试结果分析图。符号说明100：表面改质陶瓷粉体101：陶瓷颗粒101a：陶瓷颗粒的表面102：金属改质层200：金属/陶瓷复合粉体201：金属粉体201a：金属颗粒301、302、303、304：条带400：表面改质陶瓷粉体402：纳米(nm)粒子500：金属/陶瓷复合粉体501：金属粉体501a：金属颗粒601、602、603、604、605、606：条带S11：提供由多个陶瓷颗粒所构成的陶瓷粉体S12：进行一表面改质处理，在每一个陶瓷颗粒的表面形成一个金属改质层S41：提供由多个陶瓷颗粒所构成的陶瓷粉体S42：进行一表面改质处理，使多个纳米粒子吸附于每一个陶瓷颗粒的表面上具体实施方式本专利技术所公开的实施例是有关于一种表面改质陶瓷粉体及其应用此表面改质陶瓷粉体所制成的复合粉体，可增进金属/陶瓷复合粉体的流动性。为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，特举数个较佳实施例，并配合所附附图详细描述如下。但必须注意的是，这些特定的实施案例与方法，并非用以限定本专利技术。本专利技术仍可采用其他特征、元件、方法及参数来加以实施。较佳实施例的提出，仅是用以例示本专利技术的技术特征，并非用以限定本专利技术的权利要求。该
中熟悉此技术者，将可根据以下说明书的描述，在不脱离本专利技术的精神范围内，作均等的修饰与变化。在不同实施例与附图之中，相同的元件，将以相同的元件符号加以表示。请参照图1A至图1D，图1A是本专利技术的一实施例所绘示的一种制作表面改质陶瓷粉体100的方法流程图；图1B是本专利技术的一实施例所提供的一种陶瓷颗粒101的电子显微影像；图1C是使用图1A的方法所形成的表面改质陶瓷粉体100的电子显微影像；图1D是图1C的电子显微影像的局部放大图。制作表面改质陶瓷粉体100的方法包括下述步骤：首先进行步骤S11，提供由多个陶瓷颗粒101所构成的陶瓷粉体(如图1B所绘示)。在本专利技术的一些实施例之中，构成陶瓷颗粒101的材料可以是(但不以此为限)氢氧基磷灰石(hydroxyapatite，HA)、磷酸钙(Ca3(PO4)2)、生医玻璃(Bioactiveglass，Si-Ca-Na-P-O组合)、二氧化钛(TiO2)、氧化锆(ZrO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)或上述材料的任意组合。且陶瓷颗粒101的平均粒径实质介于10微米至100微米之间。在本实施例中，陶瓷颗粒101是由氢氧基磷灰石所构成，陶瓷颗粒101的平均粒径实质20微米至60微米之间。接着对陶瓷颗粒101进行一个表面改质处理，将一种表面改质材料全部或部分地包覆在每一个陶瓷颗粒101的表面101a上，形成如图1C所绘示的表面改质陶瓷粉体100。在本实施例中，表面改质可以包括一个金属沉积制作工艺，例如可以是(但不以此为限)物理气相沉积(Physicalvapordeposition,PVD)步骤、化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition,CVD)制作工艺、电镀(electrolyticdeposition)制作工艺、无电电镀(electrolessplating)、溶胶凝胶(Sol-gel)制作工艺，用于在每一个陶瓷颗粒101的表面101a形成一个金属改质层102(如步骤S12所示)。例如，在本实施例中，金属改质层102是通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面改质陶瓷粉体，包括：多个陶瓷颗粒，具有实质介于10微米至100微米之间的一平均粒径；以及表面改质材料，至少部分包覆于每一该些陶瓷颗粒的一表面，其中该表面改质材料选自于由金属、金属氧化物及上述的组合所组成的一族群。

【技术特征摘要】
2016.12.09 TW 1051408571.一种表面改质陶瓷粉体，包括：多个陶瓷颗粒，具有实质介于10微米至100微米之间的一平均粒径；以及表面改质材料，至少部分包覆于每一该些陶瓷颗粒的一表面，其中该表面改质材料选自于由金属、金属氧化物及上述的组合所组成的一族群。2.如权利要求1所述的表面改质陶瓷粉体，其中该表面改质材料包括金属改质层，至少部分地覆盖于每一该些陶瓷颗粒的该表面。3.如权利要求2所述的表面改质陶瓷粉体，其中该表面改质材料选自于由铁(Fe)、钴(Co)、钛(Ti)、钽(Ta)、钯(Pd)、银(Ag)、金(Au)以及上述的任意组合所组成的一族群。4.如权利要求2所述的表面改质陶瓷粉体，其中该金属改质层具有实质介于10纳米至100纳米之间的一厚度。5.如权利要求2所述的表面改质陶瓷粉体，其中该金属改质层对每一该些陶瓷颗粒具有实质介于40％至99％之间的一表面积覆盖率。6.如权利要求1所述的表面改质陶瓷粉体，其中该表面改质材料包括多个纳米粒子，吸附于至少一该些陶瓷颗粒的该表面；且该些纳米粒子具有实质介于10纳米至100纳米之间的一平均粒径。7.如权利要求6所述的表面改质陶瓷粉体，其中构成该些纳米粒子的材料包括一金属氧化物，该金属氧化物是二氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO)或上述的任意组合。8.如权利要求1所述的表面改质陶瓷粉体，其中该表面改质材料与该些陶瓷颗粒具有实质介于1％至50％的一重量比。9.如权利要求1所述的表面改质陶瓷粉体，其中每一该些陶瓷颗粒包括一陶瓷材料，且该陶瓷材料是氢氧基磷灰石(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泰盛，吕明生，赖宏仁，刘武汉，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71