一种陶瓷3D打印成型的方法技术

本发明专利技术提出一种陶瓷3D打印成型的方法，由3D打印工艺形成宏观陶瓷层状结构，每层陶瓷层中具有微观层状结构，在微观层与微观层的界面之间和陶瓷层界面之间为棒状陶瓷晶层。本发明专利技术通过3D打印技术制备高性能层状陶瓷材料，首先通过3D打印形成宏观层状结构，然后采用逐层冷冻控制，在每一宏观层中形成微观的薄层结构，同时使层界面之间由于水结晶形成锯齿状微冰晶结构，促进坯体层间紧密结合，确保了层状陶瓷良好的烧结性，这种层状结构可大幅提升陶瓷材料力学性能，并充分发挥层状陶瓷独特的能量耗散结构优势，克服陶瓷突发断裂的致命缺点，大大提高陶瓷材料使用可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷3D打印成型的方法
本专利技术涉及一种陶瓷3D打印成型的方法，属于陶瓷制备

技术介绍
陶瓷材料具有耐高温、耐磨损、耐腐烛的特点,并且强度高、膨胀系数低、导热性好，在高温下使用较塑料和金属材料更有潜力和优势。但是，其缺点也是显而易见的，陶瓷材料的脆性较大、韧性较低，这些缺点对于陶瓷材料的进一步发展以及在工程中的大规模应用是个很大的瓶颈。陶瓷材料的脆性直观的表现为在外加负荷下无先兆的、爆发式的断裂，间接的表现为抗机械冲击性差和温度急变性差。因此，增加陶瓷材料的韧性，提高陶瓷材料的使用可靠性是结构陶瓷广泛应用的关键。目前，通过添加增韧相来提高陶瓷材料的韧性和强度主要有以下四种方法:(1)颗粒弥散增韧；(2)相变增韧；(3)长纤维增韧；(4)晶须增韧。研究表明，这些方法有一定的增韧效果，但不能解决陶瓷材料的致命缺点即突然断裂。更重要的是，这些方法的制备工艺和对实验以及使用条件的要求比较严格，因此在实际的工程应用方面存在一定难度。层状复合陶瓷材料相比于其它的增韧方式，其独特的结构使陶瓷材料克服了非层状陶瓷脆性大的缺陷，在保持组成相物质的综合机械性能的同时，大幅度提高了材料的断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷3D打印成型的方法，其特征在于，通过以下步骤实现：第一步，配制陶瓷浆料，所述的陶瓷浆料以硅溶胶为液相，添加陶瓷粉体和小分子多元羟基醇类有机物，所述的小分子多元羟基醇类有机物添加量为陶瓷浆料中液相水的质量的0.5～3％；第二步，3D打印得到陶瓷材料初坯，将第一步配制的陶瓷浆料进行连续逐层打印，在陶瓷浆料打印过程中，每一层的打印在‑10℃～‑20℃的工作平台上保持冷冻状态，得到陶瓷初坯；第三步，陶瓷初坯逐层冷冻，得到陶瓷坯体，A3.1、将第二步得到的陶瓷初坯解冻；A3.2、将经过步骤A3.1解冻的陶瓷初坯，从一端开始逐层在≤‑80℃下进行冷冻；第四步，陶瓷坯体干燥、烧结，得到陶瓷材料。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷3D打印成型的方法，其特征在于，通过以下步骤实现：第一步，配制陶瓷浆料，所述的陶瓷浆料以硅溶胶为液相，添加陶瓷粉体和小分子多元羟基醇类有机物，所述的小分子多元羟基醇类有机物添加量为陶瓷浆料中液相水的质量的0.5～3％；第二步，3D打印得到陶瓷材料初坯，将第一步配制的陶瓷浆料进行连续逐层打印，在陶瓷浆料打印过程中，每一层的打印在-10℃～-20℃的工作平台上保持冷冻状态，得到陶瓷初坯；第三步，陶瓷初坯逐层冷冻，得到陶瓷坯体，A3.1、将第二步得到的陶瓷初坯解冻；A3.2、将经过步骤A3.1解冻的陶瓷初坯，从一端开始逐层在≤-80℃下进行冷冻；第四步，陶瓷坯体干燥、烧结，得到陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷3D打印成型的方法，其特征在于：所述第一步陶瓷浆料中添加增加陶瓷浆料塑性的有机物，用量为陶瓷浆料中液相水的质量的0.5～2％。3.根据权利要求1所述的一种陶瓷3D打印成型的方法，其特征在于：所述步骤A3.1中解冻工艺为，陶瓷初坯在25～40℃的温度下保温5～10min进行解冻。4.根据权利要求1所述的一种陶瓷3D打印成型的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：余娟丽，张天翔，张神赐，吕毅，赵英民，裴雨辰，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11