一种3D打印具有多孔高性能压电制件的制备方法技术

本发明专利技术提供一种3D打印具有多孔高性能压电制件的制备方法，该制备方法是以离子盐四苯基氯化磷作为改性剂与PVDF类聚合物基料密炼熔融共混，然后添加压电陶瓷填料，将所得PVDF基复合材料丝条采用熔融沉积成型3D打印技术制备具有多孔结构压电制件。本发明专利技术基于实验证据确定了对熔融沉积成型3D打印时内部填充率的设置、喷嘴直径的最优化及打印参数的限定，从而使得制备所得压电制件具有三维多孔结构特征，并且其中的孔洞尺寸、相邻孔洞间距及孔洞排布方式通过上述限定条件进行了标准量化，从而实现了压电陶瓷填充聚偏氟乙烯基3D打印制件在压电性能上的进一步提高与突破。制件在压电性能上的进一步提高与突破。制件在压电性能上的进一步提高与突破。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印具有多孔高性能压电制件的制备方法


[0001]本专利技术属于3D打印压电制件
，涉及一种3D打印具有多孔高性能压电制件的制备方法，具体为一种压电陶瓷填充聚偏氟乙烯基3D打印具有多孔结构压电制件的制备方法。

技术介绍

[0002]随着工业化和城市化的飞速发展，石油、天然气、煤等不可再生能源消耗极大，世界能源危机日益突出。因此，开发环保、可再生的新能源技术成为了当前人类急需解决的问题。压电材料作为新型的智能材料，可实现机械能和电能相互转换，被应用在俘能、驱动、传感等领域，同时是实现物联网、5G通讯等高新技术突破和发展的关键材料和强有力支撑。目前工业生产和实际应用中最为广泛的压电材料是压电陶瓷材料如锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡(BaTiO3)、铌酸钾(KNbO3)等，具有优异的压电和介电常数。然而，压电陶瓷具有加工难，质脆，耐久性差的缺点，无法用于制备柔性制品。聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物是应用最广泛的典型压电聚合物，具有良好的柔性、加工、机械和耐化学性能，但其压电性能远不及压电陶瓷。PVDF是半结晶聚合物，共有五种晶型，其β晶型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印具有多孔高性能压电制件的制备方法，其特征在于按重量份数计包括以下步骤：(1)将包括94.5～95.5份PVDF类聚合物粒料与4.5～5.5份离子盐混合均匀后，加入密炼机熔融共混，收集得到复合材料块状物；其中，PVDF类聚合物粒料与离子盐共计100重量份；密炼过程的工艺参数为：密炼室温度比所述PVDF类聚合物粒料熔融温度高10℃～20℃，密炼转子转速为50～80r/min；其中，所述离子盐为四苯基氯化磷；(2)将步骤(1)所得复合材料块状物进行粉碎处理得到复合材料粉体；(3)将步骤(2)所得复合材料粉体与5～40份压电陶瓷填料混合后，加入磨盘形力化学反应器中碾磨粉碎，待碾磨完成后，收集压电陶瓷填料均匀分散于聚合物基体的复合材料超细粉体；其中，磨盘形力化学反应器的工艺参数为：碾磨压力为8～12MPa，循环碾磨6～10次；(4)将步骤(3)所得复合材料超细粉体经挤出加工成型制得3D打印用丝条；其中，挤出加工成型工艺参数为：挤出温度比所述PVDF类聚合物粒料熔融温度高20～50℃，挤出速度为10～50r/min；(5)将步骤(4)所得3D打印用丝条置入熔融沉积成型3D打印机，通过熔融沉积成型3D打印技术制备具有多孔结构制件；其中，熔融沉积成型3D打印技术的工艺参数为：按照所需压电制品的三维数字模型切片，设置挤出丝条沿直线(Rectilinear)的填充模式打印，内部填充角度为0
°
/90
°
进行逐层堆叠累积，内部填充率为60％～80％，喷嘴直径为0.4
±
0.01mm，打印喷嘴温度与步骤(4)挤出温度一致，热床温度为9...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈英红，裴浩然，熊雨，吕秦牛，王琪，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：