[發(fā)明專利]一種復(fù)合粉末及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108237220B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 所新坤;黃晶;房立家;劉奕;周平;龔永鋒;李華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/06;C23C4/131;B33Y70/00
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 朱朦琪

本發(fā)明公開了一種復(fù)合粉末的制備方法，以藥芯絲材為原料，通過熱噴涂將藥芯絲材熔融形成液滴，直接噴射在真空環(huán)境或氣體氛圍中，凝結(jié)形成所述復(fù)合粉末。本發(fā)明提供了一種復(fù)合粉末的制備方法，原料組成簡單、工藝簡便，制備得到復(fù)合粉末為球狀，具有核殼結(jié)構(gòu)，粒徑為10μm～100μm，且粒徑范圍可以通過改變制備工藝參數(shù)來調(diào)節(jié)。該復(fù)合粉末適用于3D打印技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合粉末及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

3D打印，即快速成型技術(shù)的一種，是以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。其制造快速，可完全再現(xiàn)三維效果，使產(chǎn)品設(shè)計和模具生產(chǎn)同步進(jìn)行，實現(xiàn)設(shè)計制造一體化。目前，可用于3D打印設(shè)備上使用的材料包括金屬材料、無機粉體材料、陶瓷材料、高分子材料等等。

復(fù)合材料因其優(yōu)異的機械性能和理化性能，一直是科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)注焦點。隨著3D打印技術(shù)的興起，對復(fù)合材料粉末產(chǎn)生了巨大需求，復(fù)合材料粉末的特性直接影響3D打印制品的綜合性能，復(fù)合粉末的制備效率也決定了3D打印制品的成本。

公開號為CN105583401A的中國專利文獻(xiàn)公開了一種制備用于3D打印的復(fù)合粉末的方法、產(chǎn)品以及應(yīng)用，復(fù)合粉末的制備包括以下步驟：S1：將金屬基體相粉末與納米陶瓷強化相粉末執(zhí)行機械混合，獲得混合粉末；S2：對混合粉末進(jìn)行球磨工藝，獲得復(fù)合粉末。機械合金化是制備復(fù)合粉末的常用方法，但其生產(chǎn)效率受制于球磨罐尺寸和球磨時間。同時，陶瓷相的尺寸為微納米級。

又如公開號為CN105524449A的中國專利文獻(xiàn)中公開了一種3D打印用聚苯醚復(fù)合粉體，原料組分按重量份計包括：聚苯醚50-70份，堿式硫酸鎂晶須10-20份，鈉系氧化物3-5份，相容劑5-10份，表面改性劑0.2-0.5份，熱穩(wěn)定性0.1-0.4份，抗氧劑0.5-1份。復(fù)合粉體的制備過程中，需要先對堿式硫酸鎂晶須進(jìn)行表面改性，以提高其與聚苯醚的相容性，再與其他原料組分經(jīng)高速共混后，再經(jīng)擠出成型得到聚苯醚復(fù)合粉體。由此可知，在制備由無機材料和高分子材料復(fù)合而成的粉體材料時，即需要對無機粉體材料進(jìn)行預(yù)處理以提高其與高分子材料的相容性，此外，還需要外加各種助劑如表面改性劑、相容劑、熱穩(wěn)定劑等等以提高復(fù)合材料的綜合性能。這無疑增加了無機-有機復(fù)合粉末制備工藝的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合粉末的制備方法，原料組成簡單、工藝簡便，制備得到復(fù)合粉末的粒徑可控，適合用于3D打印技術(shù)。

具體技術(shù)方案如下：

一種復(fù)合粉末的制備方法，以藥芯絲材為原料，通過熱噴涂將藥芯絲材熔融形成液滴，直接噴射在真空環(huán)境或氣體氛圍中，凝結(jié)形成所述復(fù)合粉末。

本發(fā)明中復(fù)合粉末的制備方法，突破了現(xiàn)有技術(shù)中通過熱噴涂技術(shù)僅能制備涂層的桎梏，創(chuàng)造性地提出以藥芯絲材為原料，利用電弧、燃燒的火焰等作為熱源，將原料加熱到熔融狀態(tài)從而形成液滴，然后將液滴直接噴射到真空環(huán)境，或者是如大氣或保護(hù)氣氛的氣體氛圍中，經(jīng)凝結(jié)后直接制備復(fù)合粉末。

本制備方法以藥芯絲材為原料，所述的藥芯絲材包括藥芯材料和包覆所述藥芯材料的金屬絲材外衣；本制備方法具有很好的適應(yīng)性，可采用的藥芯材料包括金屬材料、陶瓷材料、高分子材料中的至少一種。

作為優(yōu)選，所述的金屬材料選自金屬鋁、銅、鎳、鉻、鐵或至少兩種所述的金屬組成的合金中的至少一種；

所述的陶瓷材料選自氧化硅、金剛石、碳化硼、氧化鋁、碳化硅等中的至少一種；

所述的高分子材料選自聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚氟乙烯、氟碳樹脂、聚氨酯、聚乙烯、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚亞苯基、聚苯乙炔、聚苯胺中的至少一種；