【技术实现步骤摘要】
一种常压固相烧结碳化硅陶瓷3D打印线材及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及一种常压烧结碳化硅陶瓷
3D
打印线材及其制备方法和应用,属于陶瓷材料
3D
打印
。
技术介绍
[0002]碳化硅陶瓷由于具有高强度
、
高硬度
、
耐腐蚀
、
耐磨损
、
抗氧化
、
热膨胀系数小
、
热导率高等诸多优良性能而在众多工业领域具有很大的应用价值以及在很多工业领域具有潜在应用前景
。
目前在航空
、
航天
、
核工业等各个行业均有
SiC
陶瓷的应用,包括:光学应用反射镜
、
热交换器
、
微通道反应器
、
半导体硬件
(
吸盘
/
导轨
/
平台
)、
高功率器件
、
陶瓷膜等等
。
[0003]由于常规
SiC
陶瓷具有较高的硬度,加工成型困难较大,难以实现
SiC
陶瓷快速精密的加工是制约
SiC
陶瓷应用的主要瓶颈之一
。3D
打印成型技术在设计和制造方面具有灵活控制的独特优势,使得复杂形状碳化硅陶瓷的制造变成可能
。3D
打印技术是以数字模型为基础,将材料逐层叠加并制作出实物的制造技术
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种常压固相烧结碳化硅陶瓷
3D
打印用陶瓷线材的制备方法,其特征在于,包括:
(1)
将碳化硅陶瓷粉体
、
含硼烧结助剂
、
碳烧结助剂
、
分散剂和溶剂混合,得到混合浆料;
(2)
将所得混合浆料经过烘干或喷雾干燥,得到混合粉体;
(3)
将所得混合粉体中加入塑性成型剂,搅拌混合均匀后,然后在
180
~
250℃
高温混合
12
~
24h
,得到泥料;
(4)
根据所述塑性成型剂的特性,设置加热温度和挤出温度,挤出成型,得到常压固相烧结碳化硅陶瓷
3D
打印用陶瓷线材
。2.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤
(1)
中:所述碳化硅陶瓷粉体的粒径为
0.1
~
0.6
μ
m
,优选为
0.1
~
0.5
μ
m
;所述硼烧结助剂为硼粉和碳化硼中至少一种;所述碳烧结助剂为碳粉;所述溶剂为水或乙醇;以碳化硅陶瓷粉体
、
含硼烧结助剂和碳烧结助剂的总质量记为
100wt
%,碳化硅陶瓷粉体的含量为
93wt
%~
97.85wt
%;硼烧结助剂的含量为
0.15wt
%~
1wt
%,碳烧结助剂的含量为
2wt
%~
6wt
%;所述混合浆料的固含量为
40
~
50wt
%,优选
40
~
45wt
%
。3.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤
(1)
中:所述分散剂的用量为碳化硅陶瓷粉体
、
含硼烧结助剂和碳烧结助剂总质量的
0.1
~
0.5wt
%;所述分散剂为硬脂酸
、
正丁醇
、
聚乙烯吡咯烷酮
、
十六烷基三甲基溴化铵
、
十二烷基硫酸钠
、
十二烷基苯磺酸钠中的至少一种,优选聚乙烯吡咯烷酮
。4.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤
(2)
中:所述烘干的温度为
60
~
100℃
,时间为6~
12
小时;所述喷雾干燥的参数包括:进口温度:
160
~
170℃
,出口温度:
70
~
80℃。5.
根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤
(3)
中:所述塑性成型剂的用量为碳化硅陶瓷粉体
、
含硼烧结助剂和碳烧结助剂总体积的
35
~
55vol
%;所述塑性成型剂为聚乳酸
PLA、
聚甲醛
POM、
聚乙二醇
PEG、
丙烯腈
‑<...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈健,高晨溪,黄政仁,黄常聪,张辉,
申请(专利权)人:中国科学院上海硅酸盐研究所,
类型:发明
国别省市:
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