[發明專利]一種三D打印快速成型納米二氧化鋯材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410458003.X
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN104291832A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 李慧芝;李冬梅;莊海燕
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B35/634
• 分類號: C04B35/634;C04B35/486;B28B1/00
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技術領域

本發明涉及一種用于三D打印快速成型粉末材料的制備方法，屬于快速成型的材料領域，特別涉及一種三D打印快速成型納米二氧化鋯材料的制備方法及成型。

背景技術

二氧化鋯（化學式：ZrO₂）是鋯的主要氧化物，通常狀況下為白色無臭無味晶體，難溶于水、鹽酸和稀硫酸。一般常含有少量的二氧化鉿。化學性質不活潑，且高熔點、高電阻率、高折射率和低熱膨脹系數的性質，使它成為重要的耐高溫材料、陶瓷絕緣材料和陶瓷遮光劑。能帶間隙大約為5-7eV。二氧化鋯用于制金屬鋯和鋯化合物、制耐火磚和坩鍋、高頻陶瓷、研磨材料、陶瓷顏料和鋯酸鹽等主要用于壓電陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料及貴重金屬熔煉用的鋯磚、鋯管、坩堝等。也用于生產鋼及有色金屬、光學玻璃和二氧化鋯纖維。還用于陶瓷顏料、靜電涂料及烤漆。用于環氧樹脂中可增加耐熱鹽水的腐蝕。因其折射率大、熔點高、耐蝕性強，故用于窯業原料。壓電陶瓷制品有濾波器、揚聲器超聲波水聲探測器等。還有日用陶瓷?（?工業陶瓷釉藥）?、貴重金屬熔煉用的鋯磚及鋯管等。納米級氧化鋯還可以用作拋光劑、磨粒、壓電陶瓷、精密陶瓷、陶瓷釉料和高溫顏料的基質材料。

二氧化鋯全瓷牙是近幾年才開展的一種高科技的美容修復牙齒的方法，是通過計算機輔助設計、激光掃描、再由計算機程序控制研磨制作而成的。具有良好半透明外觀、密度和強度很高，可以解決全瓷系統不能做長橋的問題。全瓷牙具有完美密合的邊緣、無牙齦炎癥現象、對X線無任何阻擋等特點，生物相容性優于各種金屬內冠，包括黃金。而且對牙齦無刺激、無過敏反應，牙齒顏色的自然感覺和不明顯的牙冠邊緣也是采用二氧化鋯全瓷修復所帶來的好處，在臨床上可得到持久的修復效果。如果您口腔中鑲嵌的假牙是含金屬的烤瓷冠，在您需要做頭顱x線、CT、核磁共振檢查時，將會受到影響甚至拆除。非金屬的二氧化鋯對x線卻無任何阻擋，只要鑲入二氧化鋯烤瓷牙，日后需頭顱x線、CT、核磁共振檢查時都不需要拆掉假牙，省去很多麻煩。

隨著現代化工業的不斷發展，傳統加工工藝已經不能滿足現代工業部件的加工需求，一些異形結構用傳統的加工工藝難以制造，甚至根本無法制造。隨后，3D打印機應運而生。三維打印（Three?Dimonsion?Printing,?簡稱3DP）是一種快速成型技術，可將計算機設計的三維模型數據分為層片模型數據，將特定原材料一層一層堆積成型直至完成整個實體的構建。3DP成型具有成本低、工作過程無污染、成型速度快等優點。

3D打印(3D?Printing)作為快速成型領域的一種新興的技術，現在已經成為迅猛發展的潮流^[1]。近段時間，3D打印這一技術吸引了社會公眾和國內外的新聞媒體的熱切關注。3D打印快速成型技術未來發展將會使大規模個性化生產成為可能，這樣將會帶來全球制造業經濟的重大變革。

3D打印技術有3DP?技術、FDM熔融層積成型技術、SLA立體平版印刷技術、SLS選區激光燒結、DLP激光成型技術和UV紫外線成型技術，技術不同所用材料則完全不同，與我們普通人和家庭所應用的最為普遍的是FDM3D打印技術，這種技術可以進入到家庭，操作簡單，所用材料普遍易得，這種技術打印出產品也接近我們的生活用品，所用的材料主要是環保高分子材料，如：PLA、PCL?PHA??PBS???PA　ABS??PC??PS　POM　PVC，因為這種技術是一般是在桌面上打印，熔融的高分子材料所產生的氣味或是分解產生有害物質直接與我們的人接觸，容易造成安全問題。工業零件等需要有一定強度功能的制件可以選擇相適應的材料。

在現有的成型材料領域中，由于SLS快速成型技術具有原料來源多樣和零件的構建時間較短等優點，故在快速成型領域有著較廣泛的應用。中國發明專利CN1379061A中公開了一種用于激光燒結成型制品的尼龍粉末材料，通過化學合成和工藝的改進，對尼龍粉末材料的表面進行處理，得到了燒結性能優良，成型制品強度高，韌性好的產品，簡化了激光燒結尼龍材料的制備工藝，降低了成本。但SLS工藝存在著諸多不足嚴重限制了SLS的進一步應用和普及；從而也使基于SLS工藝成型材料使用受到限制。