一种可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺，属于特种材料技术领域，解决了常规3D打印制造只能成形一种材料且成形部件功能单一、性能有限的问题。本发明专利技术复合材料以氧化物陶瓷粉体和金属为原料，利用光固化3D打印技术成型三维网络陶瓷坯体，再经高温脱脂烧结后制得致密陶瓷骨架，随后与金属一同装进石墨坩埚放入真空压力渗透设备中进行成型，最后冲入氩气冷却。本发明专利技术能够实现陶瓷/金属复合材料在三维尺度上的致密结合，通过对陶瓷骨架的整体外观、晶格形状与孔隙大小进行优化设计，实现在不同应用背景下该材料都能够有良好的力学性能，具有功能可设计性。

A preparation process of controllable network ceramic / metal composites

【技术实现步骤摘要】
一种可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺
本专利技术属于特种材料
，尤其涉及一种可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺。
技术介绍
多功能、轻量化和高性能的特种材料一直以来都是工程建设、特种制造、军事防护和航空航天领域关注的焦点。随着科技不断发展，这些特种材料的需求日益增大，它们的设计和制造近来引起了人们的广泛关注。然而针对多样化的需求，没有任何一种单质材料能够同时满足，这就需要不断发展和改进材料系统，以更好地组合方式将多种材料进行融合制造，使之同时具备多样化的优点，并尽量去除原材料的缺点。近年来，3D打印技术的发展为我们提供了一种可定制化设计的思路，可以针对不同应用背景进行结构设计与优化，提高材料应用的功能性和可靠性，大大提高了生产效率。但是3D打印技术多适用于单材料，因此需要一种新型的制造工艺将3D打印的优势发挥出来。
技术实现思路
本专利技术提供了一种可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺，利用陶瓷3D打印技术在三维尺度进行组分含量设计，从而使设计制造可用于不同应用背景的兼具陶瓷的高硬度与金属的高韧性的优异特种材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、建模：根据不同应用背景，进行三维网格建模；/n步骤2、球磨混料：将氧化物类陶瓷粉体与添加剂、助烧剂混合后球磨得到混合陶瓷粉料；/n步骤3、浆料制备：将步骤2得到的混合陶瓷粉料加入光敏树脂和分散剂，混合均匀；/n步骤4、坯体成型：将步骤1得到的模型文件导入光固化3D打印机，将步骤3得到的浆料用光固化成形的方法打印出三维网络支架坯体；/n步骤5、超声清洗：将所述三维网络支架坯体超声清洗3~5min，去除表面粘结浆料；/n步骤6、脱脂烧结：将步骤5清洗后的支架坯体脱脂烧结，随炉冷却到室温后取出得到氧化物三维网络陶瓷支架...

【技术特征摘要】
1.一种可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、建模：根据不同应用背景，进行三维网格建模；
步骤2、球磨混料：将氧化物类陶瓷粉体与添加剂、助烧剂混合后球磨得到混合陶瓷粉料；
步骤3、浆料制备：将步骤2得到的混合陶瓷粉料加入光敏树脂和分散剂，混合均匀；
步骤4、坯体成型：将步骤1得到的模型文件导入光固化3D打印机，将步骤3得到的浆料用光固化成形的方法打印出三维网络支架坯体；
步骤5、超声清洗：将所述三维网络支架坯体超声清洗3~5min，去除表面粘结浆料；
步骤6、脱脂烧结：将步骤5清洗后的支架坯体脱脂烧结，随炉冷却到室温后取出得到氧化物三维网络陶瓷支架；
步骤7、真空压力浸渗：将金属坯体处理去除表面氧化层后与步骤6得到的氧化物三维网络陶瓷支架一同放入真空压力浸渗设备中，真空腔内气压保持0.1个标准大气压，将温度加热至金属熔点之上5%保温2min，使用石墨压杆以2mm/s速度缓慢压下直至渗透完毕；
步骤8、氩气氛围冷却成型：步骤7真空压力浸渗完成后，氩气气氛中冷却成型得到网络陶瓷/金属复合材料。


2.根据权利要求1所述的可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺，其特征在于，步骤2中所述氧化物类陶瓷粉体与添加剂、助烧剂的添加量质量比为90:8:2。


3.根据权利要求1或2所述的可控网络陶瓷/金属复合材料制备工艺，其特征在于，步骤2中所述氧化物类陶瓷粒径为50nm~30um；所述氧化物类陶瓷包括氧化铝、氧化钛、氧化锆中的至少一种。

【专利技术属性】
技术研发人员：沈理达，陈志鹏，焦晨，周凯，吕非，陆彬，张寒旭，叶昀，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32