[發明專利]一種復合粉末及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611227679.3
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108237220B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 所新坤;黃晶;房立家;劉奕;周平;龔永鋒;李華
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/06;C23C4/131;B33Y70/00
• 代理公司: 33224 杭州天勤知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱朦琪

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

技術領域

本發明涉及復合材料的制備領域，具體涉及一種復合粉末及其制備方法和應用。

背景技術

3D打印，即快速成型技術的一種，是以數字模型文件為基礎，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造物體的技術。其制造快速，可完全再現三維效果，使產品設計和模具生產同步進行，實現設計制造一體化。目前，可用于3D打印設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。

復合材料因其優異的機械性能和理化性能，一直是科學研究和產業化應用的關注焦點。隨著3D打印技術的興起，對復合材料粉末產生了巨大需求，復合材料粉末的特性直接影響3D打印制品的綜合性能，復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的中國專利文獻公開了一種制備用于3D打印的復合粉末的方法、產品以及應用，復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行機械混合，獲得混合粉末；S2：對混合粉末進行球磨工藝，獲得復合粉末。機械合金化是制備復合粉末的常用方法，但其生產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的中國專利文獻中公開了一種3D打印用聚苯醚復合粉體，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，熱穩定性0.1-0.4份，抗氧劑0.5-1份。復合粉體的制備過程中，需要先對堿式硫酸鎂晶須進行表面改性，以提高其與聚苯醚的相容性，再與其他原料組分經高速共混后，再經擠出成型得到聚苯醚復合粉體。由此可知，在制備由無機材料和高分子材料復合而成的粉體材料時，即需要對無機粉體材料進行預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、熱穩定劑等等以提高復合材料的綜合性能。這無疑增加了無機-有機復合粉末制備工藝的復雜性。

發明內容

本發明提供了一種具有核殼結構的復合粉末的制備方法，原料組成簡單、工藝簡便，制備得到復合粉末的粒徑可控，適合用于3D打印技術。

具體技術方案如下：

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

本發明中復合粉末的制備方法，突破了現有技術中通過熱噴涂技術僅能制備涂層的桎梏，創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從而形成液滴，然后將液滴直接噴射到真空環境，或者是如大氣或保護氣氛的氣體氛圍中，經凝結后直接制備復合粉末。

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；