一种基于熔融沉积的多组元玻璃材料高通量制备系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于熔融沉积的多组元玻璃材料高通量制备系统及方法，在程序控制下将不同的原料粉末按照设计好的玻璃组分比例气动送出并混合均匀，再基于熔融沉积成型技术，配合料被加热到熔融玻璃状态，通过管道输送到喷嘴被挤压喷出，借助多组元玻璃软化点温度的计算预测模型，能够有效指导关键打印参数喷嘴打印温度的设定，从而打印成型出预想的块体玻璃材料样品。该方法基于熔融沉积成型技术进行玻璃样品高通量制备，集成了玻璃配料、玻璃熔制、打印成型和计算机控制单元过程，具有熔融制备时间短、打印成型速度快、打印成型质量好等优点，经一次设置、多次运行，可快速、简单、高效地实现25个不同组元分立块体玻璃材料样品的高通量制备。样品的高通量制备。样品的高通量制备。

【技术实现步骤摘要】
一种基于熔融沉积的多组元玻璃材料高通量制备系统及方法


[0001]本专利技术涉及玻璃制备
，具体涉及一种基于熔融沉积成型技术的多组元玻璃材料高通量制备系统及其方法。

技术介绍

[0002]作为“材料基因组技术”的三大关键技术之一，材料高通量制备技术理念正发展成为新材料研发的重要利器。材料高通量实验技术主要包括高通量制备和高通量表征两大部分，其核心思想是把原有的顺序迭代方法改为并行或高效的串行实验，以量变引起材料研究效率的质变。材料高通量实验不仅可为材料模拟计算的结果提供实验验证，使计算模型得到优化、修正，还能快速地提供有价值的研究成果，加速材料的筛选和优化。其中，材料高通量制备过程一般分为为“组合”和“成相”两个步骤，首先将多个元素系统性地进行混合，以获得所需的材料成分组合，再通过扩散或者热力学过程形成晶相或非晶相材料。经过多年的发展，材料高通量制备技术已在较大范围被材料科技工业领域接受，广泛应用于金属、陶瓷、无机化合物、高分子等材料的研发与产业化，目前已逐步发展出覆盖薄膜、块体、粉体材料的多种高通量制备技术。
>[0003]玻璃材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于熔融沉积成型技术的多组元玻璃材料高通量制备方法，其特征在于，包括：步骤一，设置或生成各运行参数；步骤二，启动运行，熔制单元中的坩埚，以及打印单元中的打印喷嘴和打印平台按照设置的运行参数开始加热，控制单元中的控制台实时显示加热温度，达到设定的加热温度后开始控温保温；步骤三，当坩埚按照目标温度控温保温一段时间后，配料单元中，送粉器开始运行，原料粉末向混粉器中定量输送，当送粉量达到计算用量后，送粉器停止运行；步骤四，混粉器对送入的原料粉末进行混合均匀，达到粉末混合时间后，混粉器停止运行；步骤五，混合均匀的粉料流入螺旋投料器内，螺旋投料器向坩埚内投料，投料结束后坩埚进行控温保温，在坩埚内配料完全反应成熔融玻璃液状态；步骤六，坩埚内的熔融玻璃液体输送到打印喷嘴处，被打印喷嘴周围设置的加热元件持续高温加热软化后，此时打印喷嘴处的熔融玻璃液体温度达到设定的打印温度；步骤七，打印喷嘴按照预设的打印参数和玻璃加工尺寸在打印平台上打印完1层切片后，打印平台再向下移动1层，重复上述过程，直至打印出预想的打印块体玻璃样品；步骤八，重复步骤一到步骤七的过程，完成多个玻璃成分配比的打印块体玻璃样品；步骤九，待制备出一批打印块体玻璃样品后，取出并退火。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在控制单元中设置或生成各运行参数，包括玻璃成分配比和玻璃制备重量、气动送粉流量、粉末混合时间、螺旋投料流量、坩埚加热制度、打印参数和玻璃加工尺寸。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，玻璃成分配比中的组元数不大于10，一次设置的玻璃成分配比的数量不超过25个，玻璃制备重量为50
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80克。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，气动送粉流量为0.2
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5g/min。5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，粉末混合时间为5
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10min。6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，螺旋投料流量为6
‑
10g/min。7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，坩埚加热制度包括设置坩埚的升温速度和目标温度，其中，升温速度为5
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10℃/min，目标温度不超过1500℃。8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，打印参数包括设置打印喷嘴的升温速度、打印温度和打印速度，以及打印平台的升温速度和加热温度，其中，打印平台的升温速...

【专利技术属性】
技术研发人员：郎玉冬，赵明，刘鑫，赵谦，陈阳，匡宁，
申请(专利权)人：中国建材集团有限公司，
类型：发明
国别省市：