[發明專利]3D打印氮化鎂陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611060221.3
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106631081A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 黃仲佳;王心生;楊軍;姚春;李思文;鄭蘭斌;吳志華;呂晨
• 申請（專利權）人: 安徽省春谷3D打印智能裝備產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/82
• 分類號: C04B35/82;C04B35/58;C04B35/632;C04B35/634;C04B35/636;C04B35/626;B33Y70/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 張苗,羅攀

技術領域

本發明涉及3D打印材料，具體地，涉及3D打印氮化鎂陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

3D打印材料是3D打印技術發展的重要物質基礎，在某種程度上，材料的發展是決定著3D打印能否有得到更廣泛的應用的決定性因素。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料。

3D打印陶瓷材料是陶瓷粉末與粘結劑粉末組成的混合物。由于粘結劑粉末的熔點較低，激光燒結時便會將粘結劑粉末融化進而使得陶瓷粉末粘結在一起。在激光燒結后，需要將陶瓷制品置于溫控爐中進行高溫養護。現有的陶瓷材料在激光直接燒結時，液相表面張力大，在快速凝固過程中會產生較大的熱應力，從而形成較多的裂紋。

發明內容

本發明的目的是提供一種3D打印氮化鎂陶瓷材料及其制備方法，該3D打印氮化鎂陶瓷材料的液相表面張力小進而使得陶瓷制品的表面的裂紋少；同時該制備方法原料易得、工序簡單。

為了實現上述目的，本發明提供了一種3D打印氮化鎂陶瓷材料的制備方法，包括：

1)將高嶺土、蛭石粉、氮化鎂、硼酸、抗壞血酸、三氧化鉬、納米鋁、玻璃纖維和水進行混合，接著進行煅燒以制得煅燒產物；

2)將聚偏氟乙烯、甲基纖維素、硅烷偶聯劑與煅燒產物進行混合以制得基料；

3)將基料進行研磨以制得3D打印氮化鎂陶瓷材料。

本發明還提供了一種3D打印氮化鎂陶瓷材料，該3D打印氮化鎂陶瓷材料通過上述的制備方法制備而得。

在上述技術方案中，本發明通過上述各原料以及各步驟的協同作用使得制得的3D打印氮化鎂陶瓷材料的液相表面張力小進而使得陶瓷制品的表面的裂紋少；同時該制備方法原料易得、工序簡單。

本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明提供了一種3D打印氮化鎂陶瓷材料的制備方法，包括：

1)將高嶺土、蛭石粉、氮化鎂、硼酸、抗壞血酸、三氧化鉬、納米鋁、玻璃纖維和水進行混合，接著進行煅燒以制得煅燒產物；

2)將聚偏氟乙烯、甲基纖維素、硅烷偶聯劑與煅燒產物進行混合以制得基料；

3)將基料進行研磨以制得3D打印氮化鎂陶瓷材料。

在本發明的步驟1)中，各物料的用量可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步降低制得的3D打印氮化鎂陶瓷材料的液相表面張力，進而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優選地，在步驟1)中，相對于100重量份的高嶺土，蛭石粉的用量為70-78重量份，氮化鎂的用量為14-20重量份，硼酸的用量為14-18重量份，抗壞血酸的用量為21-28重量份，三氧化鉬的用量為5-9重量份，納米鋁的用量為11-14重量份，玻璃纖維的用量為17-24重量份，水的用量為140-180重量份。

在本發明的步驟1)中，混合的具體條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步降低制得的3D打印氮化鎂陶瓷材料的液相表面張力，進而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優選地，在步驟1)中，混合至少滿足以下條件：混合溫度為15-35℃，混合時間為40-60min。

在本發明的步驟1)中，煅燒的具體條件可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步降低制得的3D打印氮化鎂陶瓷材料的液相表面張力，進而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優選地，在步驟1)中，煅燒至少滿足以下條件：煅燒溫度為470-520℃，煅燒時間為7-10h。

同時，在本發明中，為了進一步降低制得的3D打印氮化鎂陶瓷材料的液相表面張力，進而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優選地，在步驟1)的煅燒之前，制備方法還包括升溫工序，具體為：首先將混合物自15-35℃以0.5-0.8℃/min的速率升溫至150-200℃并保溫20-40min，接著以1.5-2.5℃/min的速率升溫至300-380℃并保溫30-40min，最后以0.8-1℃/min的速率升溫至470-520℃并保溫。

在本發明的步驟1)中，納米鋁的粒徑可以在寬的范圍內選擇，但是為了進一步降低制得的3D打印氮化鎂陶瓷材料的液相表面張力，進而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優選地，在步驟1)中，納米鋁的粒徑為30-40nm。