一种热膨胀可调的陶瓷材料构件的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种热膨胀可调的陶瓷材料构件的制备方法及其产品，所述方法包括以下步骤：陶瓷浆料制备、功能梯度过渡层制备及光固化3D打印。本发明专利技术以耐高温、具有正热膨胀系数的两种陶瓷材料为原料，并设计了具有热膨胀可调的多陶瓷结构，实现二维等腰三角结构和三维正四棱锥结构的陶瓷材料构件的高度方向的负膨胀、零膨胀和大幅值正膨胀的超常设计；使用陶瓷材料3D打印技术制备多陶瓷结构，应用功能梯度过渡层释放热失配应力以解决多相陶瓷之间的热失配问题。本发明专利技术制备得到的陶瓷材料构件具有热膨胀可调节的特性、可在高温条件下服役。

【技术实现步骤摘要】
一种热膨胀可调的陶瓷材料构件的制备方法及其产品
本专利技术属于3D打印成型
，具体涉及一种热膨胀可调的陶瓷材料构件的制备方法及其产品。
技术介绍
热膨胀是固体材料在环境温度下的一种重要的固有物理行为。在大多数情况下，几乎所有自然固体，包括金属，聚合物和陶瓷，都表现出正的热膨胀行为。但是，随着航空航天，核能和高温精密设备等尖端技术产业的飞速发展，对大跨度温度变化下的材料或结构的形状精度提出了更高的要求。这些应用的快速发展迫切需要构件具有不受热膨胀破坏的稳定性和可靠性。因此，为了满足这一要求，亟需开发具有热膨胀可调节的、在高温条件下服役的材料及其构件，包括正热膨胀，零热膨胀甚至负热膨胀。但是具有可调节热膨胀的自然材料非常罕见，即使有极少数已发现低膨胀的材料，都无法实现零热膨胀和负热膨胀。此外，材料的热膨胀系数值是固定的，无法调节，这极大地限制了其在工程领域的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提供一种热膨胀可调的陶瓷材料构件的制备方法及其产品，以解决现有技术存在的上述问题。为了解决上述技术问题，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热膨胀可调的陶瓷材料构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)A陶瓷浆料制备：取A陶瓷粉体、分散剂、光敏树脂、光引发剂、烧结助剂按照比例混合，A陶瓷粉体体积含量50-60vol.％，光敏树脂体积含量40-50vol.％，A陶瓷粉体与光敏树脂体积含量总和为100vol.％；分散剂添加量为A陶瓷粉体用量的1-3wt％，光引发剂添加量为光敏树脂用量的1.0-2.0wt％，烧结助剂添加量为A陶瓷粉体用量的3-5wt％，球磨后即可得A陶瓷浆料；/n(2)B陶瓷浆料制备：取B陶瓷粉体、分散剂、光敏树脂、光引发剂、烧结助剂按照比例混合，其中B陶瓷粉体体积含量45-55vol.％，光敏树脂体...

【技术特征摘要】
1.一种热膨胀可调的陶瓷材料构件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)A陶瓷浆料制备：取A陶瓷粉体、分散剂、光敏树脂、光引发剂、烧结助剂按照比例混合，A陶瓷粉体体积含量50-60vol.％，光敏树脂体积含量40-50vol.％，A陶瓷粉体与光敏树脂体积含量总和为100vol.％；分散剂添加量为A陶瓷粉体用量的1-3wt％，光引发剂添加量为光敏树脂用量的1.0-2.0wt％，烧结助剂添加量为A陶瓷粉体用量的3-5wt％，球磨后即可得A陶瓷浆料；
(2)B陶瓷浆料制备：取B陶瓷粉体、分散剂、光敏树脂、光引发剂、烧结助剂按照比例混合，其中B陶瓷粉体体积含量45-55vol.％，光敏树脂体积含量45-55vol.％，B陶瓷粉体与光敏树脂体积含量总和为100vol.％；分散剂添加量为B陶瓷粉体用量的1-3wt％，光引发剂添加量为光敏树脂用量的1.0-2.0wt％，烧结助剂添加量为B陶瓷粉体用量的3-5wt％，球磨后即可得B陶瓷浆料；
(3)功能梯度过渡层制备：将A陶瓷浆料和B陶瓷浆料按照梯度比例依次混合，得功能梯度过渡层；
(4)光固化3D打印：通过光固化3D打印技术根据设计结构，先将底边打印完成，然后将功能梯度过渡层打印完成，再将斜边打印完成，并将打印完成的结构干燥、排脂、烧结；
步骤(4)中所述结构为二维等腰三角结构或三维正四棱锥结构。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)及步骤(2)中所述A陶瓷粉体和B陶瓷粉体分别选自氧化铝，氧化锆，氧化硅，碳化硅，氮化硅，氮化铝中的任意一种，且二者不同。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)与步骤(2)中所述分散剂为KOS110，所述光敏树脂为HDDP与TMPTA按照体积比4：1混合的混合物，所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：何汝杰，张可强，方岱宁，张路，张学勤，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11