一种层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯及制备方法技术

本发明专利技术关于一种层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯及制备方法，其中，所述制备方法包括如下步骤：将陶瓷混合粉体和液相固化剂配制成光固化3D打印陶瓷浆料。陶瓷混合粉体包括骨架材料和第一强化剂；其中，第一强化剂用于提高光固化3D打印陶瓷型芯中的层状结构中任意相邻两层之间的界面强度；其中，第一强化剂选用La2O3、Y2O3、SiO2、ZrO2中的一种或几种；第一强化剂的粒径为5

【技术实现步骤摘要】
一种层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯及制备方法


[0001]本专利技术涉及增材制造陶瓷型芯
，特别是涉及一种层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯及制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的进步和时代的发展，高端装备、半导体、清洁能源、精细化工、先进制造和航空航天等
对精密陶瓷部件复杂结构和结构精密提出了更高的要求，因此发展基于光固化3D打印技术的复杂结构、高精密陶瓷部件制备技术显得尤为重要。
[0003]现阶段，在复杂结构、高精度大型构件(例如，陶瓷泵叶轮、涡轮叶片复杂铸件用的陶瓷铸型等)和小型部件(例如，氧化铝陶瓷劈刀、微通道反应器等)领域中，均出现了光固化3D打印陶瓷型芯的应用尝试。
[0004]由于光固化3D打印技术是通过光敏树脂与陶瓷粉体混合后利用紫外光逐层固化成型构建的三维实体，所以，光固化3D打印陶瓷型芯存在典型的层状结构。因此，光固化3D打印陶瓷型芯出现明显的各向异性烧结收缩和性能表现，这极大的限制了该技术的成型精度。此外，由于片层界面的出现，界面是整个材料最薄弱的区域，成为烧结开裂和裂纹扩展的首本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：制备光固化3D打印陶瓷浆料：将陶瓷混合粉体和液相固化剂配制成光固化3D打印陶瓷浆料；其中，所述陶瓷混合粉体包括骨架材料和第一强化剂；其中，所述第一强化剂用于提高光固化3D打印陶瓷型芯中的层状结构中任意相邻两层之间的界面强度；其中，所述第一强化剂选用La2O3、Y2O3、SiO2、ZrO2中的一种或几种；所述第一强化剂的粒径为5
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35nm；制备光固化3D打印陶瓷素坯：对所述光固化3D打印陶瓷浆料进行光固化3D打印成型处理，得到光固化3D打印陶瓷素坯；脱脂、烧结：对所述光固化3D打印陶瓷素坯进行脱脂处理、烧结处理，得到光固化3D打印陶瓷型芯。2.根据权利要求1所述的层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述骨架材料包括骨架支撑剂、骨架强化剂、骨架填充剂；其中，所述骨架支撑剂选用SiO2、Al2O3、莫来石粉末、锆英石粉末中的一种或几种；所述骨架强化剂选用SiO2、ZrO2、ZrSiO4中的一种或几种；所述骨架填充剂为CuO、TiO2、MnO2、SiO2、CaO、MgO中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述骨架支撑剂的粒径为25
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55μm；和/或所述骨架强化剂的粒径为0.5
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5μm；和/或所述骨架填充剂的粒径0.5
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2μm。4.根据权利要求1
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3任一项所述的层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，所述陶瓷混合粉体还包括第二强化剂，用于提高光固化3D打印陶瓷型芯的高温抗蠕变性能；其中，所述第二强化剂包括Al2O3、镁铝尖晶石、镁铬尖晶石、正硅酸钙、镁橄榄石中的一种或几种；优选的，所述第二强化剂的粒径为10
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30μm。5.根据权利要求1
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4任一项所述的层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，以重量份数计，所述陶瓷混合粉体包括：骨架支撑剂35
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40重量份；骨架强化剂10
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20重量份；骨架填充剂15
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25重量份；第一强化剂14
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28重量份；优选的，当所述陶瓷混合粉体还包括第二强化剂时，所述第二强化剂的重量份为2
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6重量份。6.根据权利要求1
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5任一项所述的层状界面强化的光固化3D打印陶瓷型芯的制备方法，其特征在于，在所述光固化3D打印陶瓷浆料中，所述液相固化剂的质量为所述陶瓷混合粉体质量的25

【专利技术属性】
技术研发人员：李金国，李乔磊，梁静静，周亦胄，孙晓峰，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：