本发明专利技术涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种光固化3D打印的力致发光陶瓷及其制备方法与应用，制备方法包括步骤：将活性稀释剂和交联剂进行预混合，得到树脂预混合浆料；然后加入陶瓷粉末进行搅拌，得到第一混合浆料；继续加入分散剂、偶联剂和光引发剂进行搅拌，得到第二混合浆料；最后加入助烧剂，经搅拌、消泡处理后，得到前驱体浆料；所述前驱体浆料进行光固化3D打印得到的前驱体陶瓷素坯进行烧结处理，得到力致发光陶瓷。本发明专利技术的制备方法实现了力致发光材料和光固化3D打印技术的结合，该力致发光陶瓷不仅可以将机械能转化为光能，同时还有精度高、表面粗糙度低、化学稳定性高、强度高等优点，拓展了力致发光材料和3D打印的应用领域。用领域。用领域。
【技术实现步骤摘要】
一种光固化3D打印的力致发光陶瓷及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及发光材料
，尤其涉及一种光固化3D打印的力致发光陶瓷及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]3D打印技术，又被称为增材制造(Additive Manufacturing)技术，最早20世纪90年代在美国提出，它由于具有成形速度快，成形精度高的优点，目前被广泛应用于各个行业。根据工艺原理的不同，3D打印技术可以分为挤出成形，光固化成形，喷射粘接成形以及选区激光融化和选区激光烧结成形等。
[0003]其中光固化3D打印的原理是以紫外线或可见作为能量可以使树脂快速发生交联反应，具体为通过破坏不饱和聚酯树脂C
‑
C键，从而产生自由基，使树脂固化，当一层树脂固化之后通过刮刀将液面刮平再进行下一层的固化，新固化层牢固地黏合在前一层上，依次重复直至零件打印完毕。光固化3D打印具有成形过程自动化程度高、制造原型表面质量好、尺寸精度高以及能够实现比较精细的尺寸成形等特点，被广泛应用在航空航天、汽车、生物医疗、工业、新能源、建筑等行业。
[0004]力致发光作为一种独特的发光现象，它区别于光致发光、电致发光、化学发光和生物发光等光发射现象，是一种将机械能转化为光能的机制，在外加机械力的作用下，可产生发光现象；然而目前将力致发光陶瓷材料和光固化3D打印相结合的研究甚少，即使有，其制得的力致发光陶瓷材料的性能也不理想。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种光固化3D打印的力致发光陶瓷及其制备方法与应用，旨在解决现有力致发光陶瓷材料的精度低、表面粗糙度高以及化学稳定性差等问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，包括步骤：
[0009]将活性稀释剂和交联剂进行预混合，得到树脂预混合浆料；
[0010]向所述树脂预混合浆料中加入陶瓷粉末进行搅拌混合，得到第一混合浆料；
[0011]向所述第一混合浆料中加入分散剂、偶联剂和光引发剂进行搅拌混合，得到第二混合浆料；
[0012]向所述第二混合浆料中加入助烧剂，经搅拌、消泡处理后，得到前驱体浆料；
[0013]将所述前驱体浆料进行光固化3D打印，得到前驱体陶瓷素坯；
[0014]将所述前驱体陶瓷素坯进行烧结处理，得到力致发光陶瓷。
[0015]所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其中，所述活性稀释剂选自1,6
‑
己二醇二丙烯酸脂、环氧丙烯酸脂、环氧丙烯酸脂硅氧烷、1,4
‑
丁二醇二丙烯酸酯、甲基
丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或多种。
[0016]所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其中，所述交联剂选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙二醇二丙稀酸酯、丙烯酸、2
‑
乙基
‑
4甲基咪唑、2
‑
苯基咪唑、2
‑
异丙基咪唑、三亚乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺中的一种或多种。
[0017]所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其中，所述陶瓷粉末的体积占所述第一混合浆料体积的40
‑
55％。
[0018]所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其中，所述陶瓷粉末选自过渡金属掺杂的SrAl2O4粉末、过渡金属掺杂的ZnS粉末、过渡金属掺杂的CaZnOS粉末、过渡金属掺杂的SrZnOS粉末中的一种。
[0019]所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其中，所述分散剂为聚合物类润湿分散剂；所述偶联剂为硅烷偶联剂；所述光引发剂选自2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基
‑
二苯基氧化膦、苯基双(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基)氧化膦和2
‑
异丙基噻吨酮中的一种或多种。
[0020]所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其中，所述助烧剂选自氟化锂、氟化镁、氯化钠中的一种或多种。
[0021]所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其中，所述烧结处理为在空气中烧结或在氩气中烧结；
[0022]在空气中烧结时，以1
‑
3℃/min的升温速率升温至340
‑
360℃，保温1
‑
3h；然后以1
‑
3℃/min的升温速率升温至490
‑
510℃，保温1
‑
3h；
[0023]在氩气中烧结时，以1
‑
3℃/min的升温速率升温至290
‑
310℃，保温1
‑
3h；继续以1
‑
3℃/min的升温速率升温至490
‑
510℃，保温1
‑
3h；然后以1
‑
3℃/min的升温速率升温至990
‑
1010℃，保温1
‑
3h。
[0024]一种光固化3D打印的力致发光陶瓷，利用上述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法制得。
[0025]一种光固化3D打印的力致发光陶瓷在损伤检测、新型光源、可穿戴设备、应力传感器、防伪加密、医疗保健中的应用。
[0026]有益效果：本专利技术提供一种光固化3D打印的力致发光陶瓷及其制备方法与应用，所述制备方法包括步骤：将活性稀释剂和交联剂进行预混合，得到树脂预混合浆料；然后加入陶瓷粉末进行搅拌混合，得到第一混合浆料；继续加入分散剂、偶联剂和光引发剂进行搅拌混合，得到第二混合浆料；最后加入助烧剂，经搅拌、消泡处理后，得到前驱体浆料；将所述前驱体浆料进行光固化3D打印，得到前驱体陶瓷素坯；将所述前驱体陶瓷素坯进行烧结处理，得到力致发光陶瓷。本专利技术的制备方法实现了力致发光材料和光固化3D打印技术的结合，所制的力致发光陶瓷不仅可以将机械能转化为光能，同时还有精度高、表面粗糙度低、化学稳定性高、强度高等优点，大大拓展了力致发光材料和3D打印的应用领域。本专利技术制得的力致发光陶瓷不仅具有陶瓷材料的高机械强度、耐高温性及化学稳定性好和优异的光电磁等优点，同时因为光固化3D打印具有高分辨率和高成形速度的特点，在紫外光或可见光的照射下发生固化反应，从点到线再到面，之后逐层叠加成形或直接逐层固化成形，与传统铸造工艺相比，减少了模具的限制，无需二次加工。并且，该制备方法成形速度快，缩短了加工时间，节约了材料，降低了制造成本。
附图说明
[0027]图1为本专利技术一种光固化3D打印的力致发光陶瓷制备方法的工艺流程示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例1中硫化锌陶瓷微球烧结前(a)和烧结后(b)以及最终超景深显微镜(c)观察图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其特征在于，包括步骤：将活性稀释剂和交联剂进行预混合，得到树脂预混合浆料；向所述树脂预混合浆料中加入陶瓷粉末进行搅拌混合，得到第一混合浆料；向所述第一混合浆料中加入分散剂、偶联剂和光引发剂进行搅拌混合，得到第二混合浆料；向所述第二混合浆料中加入助烧剂，经搅拌、消泡处理后，得到前驱体浆料；将所述前驱体浆料进行光固化3D打印，得到前驱体陶瓷素坯；将所述前驱体陶瓷素坯进行烧结处理，得到力致发光陶瓷。2.根据权利要求1所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述活性稀释剂选自1,6
‑
己二醇二丙烯酸脂、环氧丙烯酸脂、环氧丙烯酸脂硅氧烷、1,4
‑
丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸
‑
β
‑
羟乙酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述交联剂选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙二醇二丙稀酸酯、丙烯酸、2
‑
乙基
‑
4甲基咪唑、2
‑
苯基咪唑、2
‑
异丙基咪唑、三亚乙基四胺、二甲胺基丙胺、二乙胺基丙胺中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉末的体积占所述第一混合浆料体积的40
‑
55％。5.根据权利要求1所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉末选自过渡金属掺杂的SrAl2O4粉末、过渡金属掺杂的ZnS粉末、过渡金属掺杂的CaZnOS粉末、过渡金属掺杂的SrZnOS粉末中的一种。6.根据权利要求1所述的光固化3D打印的力致发光陶瓷的制备方法，其特征在于，所述分散...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈张伟，王旭明，高迪，彭登峰，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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