The invention discloses a method for preparing macroscopically and microscopically controllable materials. The method realizes the combination of 3D direct writing forming technology and freezing casting method. The raw material A is added to the solvent containing dispersant first, and the suspension is mixed for the first time, then the gel is added to the suspension liquid for the second time to obtain the slurry. The slurry is directly written through the 3D and controlled. The slurry is in gel state through direct writing equipment, and a three-dimensional structure is obtained by printing and freezing treatment. The body is freeze-dried and sintered to obtain macroscopically and microscopically controllable materials. The invention achieves the high efficiency combination of direct writing and freeze casting technology, and overcomes the traditional fabrication technology that simultaneously realizes micro pore structure and complex three-dimensional structure. Restrictions on aspects.
【技术实现步骤摘要】
一种制备宏观与微观结构皆可控的材料的方法
本专利技术涉及一种制备宏观与微观结构皆可控的材料的方法，属于三维立体结构材料成型领域。
技术介绍
3D打印制造技术有光固化成型、选择性激光烧结成型以及分层实体成型等，该类方法可以快速成型复杂的结构，但存在成型精度低、后续处理复杂、成型强度低等缺点，不适合制备小型精细件。近年来，基于快速成型的3D直写成型技术(Directinkwriting，DIW)由于其可制备具有较大高宽比和含有跨度特征的复杂精细的三维周期结构而引起研究者的广泛关注。3D直写从广义上讲，指的是一种使用安装在计算机控制平台上的造型设备，将特定成分的材料按照计算机软件设定的结构精密成型的技术。一般将墨水材料(ink)存储在一个温度可控的料筒中，喷头与料筒相连并安装在一个三轴CNC定位台上，由压力控制给料的微喷头(micronozzle)将材料喷出，根据材料的固化方式选择不同的固化工艺将喷出的墨水材料进行固化成型。只要具有合适的流变性能和一定的保形性，各种材料均可以设计成打印墨水用于此种造型方式，其打印出来的丝径范围从百纳米到毫米之间，细丝可以横跨较大的空隙，...
【技术保护点】
1.一种制备宏观与微观结构皆可控的材料的方法，其特征在于：所述方法通过将3D直写成型技术与冷冻浇注法相结合实现。
【技术特征摘要】
1.一种制备宏观与微观结构皆可控的材料的方法，其特征在于：所述方法通过将3D直写成型技术与冷冻浇注法相结合实现。2.根据权利要求1所述的一种制备宏观与微观结构皆可控的材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、浆料的配取将原料A加入含分散剂的溶剂中第一次混合获得悬浮液，然后在悬浮液中加入凝胶剂第二次混合获得浆料；所述原料A在浆料的中的体积分数为10-40vol.％，所述原料A选自高分子材料、金属材料、陶瓷粉体中的一种；步骤二、三维结构的坯体的制备方案一将浆料通过3D直写设备，并控制浆料通过直写设备时处于凝胶状态，一边打印一边冷冻处理获得具有三维结构的坯体；或方案二将浆料通过3D直写设备，并控制浆料通过直写设备时处于凝胶状态，打印获得具有三维结构的粗坯；然后冷冻处理获得具有三维结构的坯体；步骤三、宏观与微观结构皆可控的材料的制备将具有三维结构的坯体进行冷冻干燥，然后烧结即获得宏观与微观结构皆可控的材料。3.根据权利要求2所述的一种制备宏观与微观结构皆可控的材料的方法，其特征在于：所述分散剂选自离子型分散剂或非离子型分散剂；所述分散剂为原料A质量的0.1～5wt％；所述离子型分散剂选自聚阴离子聚电解质或聚阳离子聚电解质，所述聚阴离子聚电解质选自聚丙烯酸、聚乙烯酸、聚丙烯酸氨、聚丙烯酸盐、聚羧酸盐中的至少一种，所述聚阳离子聚电解质为聚乙烯亚胺，所述非离子型分散剂选自聚氧化乙烯，OP分散剂中的至少一种。4.根据权利要求2所述的一种制备宏观与微观结构皆可控的材料的方法，其特征在于：所述悬浮液配取过程还包括脱泡过程，所述脱泡的方法为消泡剂脱泡法、真空脱泡或静置脱泡。5.根据权利要求2所述的一种制备宏观与微观结构皆可控的材料的方法，其特征在于：所述凝胶剂选自温敏性凝胶剂或磁敏性凝胶剂，所述凝胶剂的加入量为溶剂质量的1-20wt.％；所述温敏性凝胶剂选自明胶，蛋白质，环糊精，果胶，琼脂，PAA-PNIPAM共聚物中的至少一种；所述磁敏性凝胶剂为磁性高分子微球，所述磁性高分子微球选自以Fe3O4,Fe2O3，NiO，Mn2O3中的至少一种物质为核，以乳胶，乙烯，聚...
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