[發(fā)明專利]一種3D打印用氮化硅陶瓷材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711141846.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN108033793A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱洋;邵蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京旭羽睿材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/584
• 分類號(hào): C04B35/584;C04B35/82;B33Y30/00;C22C49/00;B22F1/00;C22C101/10;C22C101/06
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本發(fā)明涉及一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述的3D打印用氮化硅陶瓷材料由以下質(zhì)量份數(shù)物質(zhì)構(gòu)成：高分子聚合物5.2%—35%、石墨烯纖維1.1%—6.5%、尼龍纖維1.1%—6.5%、合金粉2%—15%、抗氧化劑0.2%—0.8%、氮化硼納米片10%—25%、偶聯(lián)劑1.5%—4.5%、玻璃纖維1.1%—6.5%、粘接劑0.05%—0.2%，膨潤土1.1%—6.5%、余量為氮化硅陶瓷粉；其制備方法包括原料預(yù)處理、混料、初步造粒及燒結(jié)成型等四步。本發(fā)明一方面生產(chǎn)原料獲取容易，成本低廉，原料污染性低，生產(chǎn)工藝簡單易行，加工效率高，運(yùn)行能耗相對(duì)較低，另一方面在具備良好的熱塑成型能力和機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)韌性的同時(shí)，同時(shí)還具有良好的抗磨損能力和和自潤滑性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種3D打印用氮化硅陶瓷材料及其制備方法，屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前3D打印技術(shù)在模具、零件等眾多的加工領(lǐng)域中均得到廣泛的應(yīng)用，但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前雖然各類的3D打印設(shè)備種類眾多、加工成型工件結(jié)構(gòu)精度、加工效率就較高，且加工作業(yè)運(yùn)行能耗相對(duì)較低，可有效滿足多種零部件工件等加工作業(yè)的需要，但在當(dāng)前可有效與3D打印設(shè)備配套使用的打印材料相對(duì)較少，且打印材料的自身結(jié)構(gòu)性能相對(duì)較差，耐磨性和自潤滑性均相對(duì)交差，不能有效滿足不同工件實(shí)際使用的需要，從而嚴(yán)重限制了3D打印技術(shù)的推廣和應(yīng)用，因此針對(duì)這一現(xiàn)狀，迫切需要開發(fā)一種可有效滿足3D打印作業(yè)需要的高分子材料，以滿足實(shí)際使用的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就在于克服上述不足，提供一種3D打印用氮化硅陶瓷材料及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種3D打印用氮化硅陶瓷材料，其特征在于，所述的3D打印用氮化硅陶瓷材料由以下質(zhì)量份數(shù)物質(zhì)構(gòu)成：高分子聚合物5.2%—35%、石墨烯纖維1.1%—6.5%、尼龍纖維1.1%—6.5%、合金粉2%—15%、抗氧化劑0.2%—0.8%、氮化硼納米片10%—25%、偶聯(lián)劑1.5%—4.5%、玻璃纖維1.1%—6.5%、粘接劑0.05%—0.2%，膨潤土1.1%—6.5%、余量為氮化硅陶瓷粉。

進(jìn)一步的，所述的合金粉、膨潤土及氮化硅陶瓷粉均為50—600目的粉末結(jié)構(gòu)，所述的高分子聚合物為直徑0.5—3.5毫米。

進(jìn)一步的，所述的高分子聚合物為聚乳酸、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物、聚己內(nèi)酯中的任意一種。

進(jìn)一步的，所述的合金粉為錳合金、鎢合金、銅合金、鋁鎂合金及鋅合金中的任意一種。

進(jìn)一步的，所述的抗氧化劑為抗氧劑1010、抗氧劑168、抗氧劑626中的任意一種。

進(jìn)一步的，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，種類為KH-590、KH-570、KH-560和KH-550中的任意一種。

進(jìn)一步的，所述的粘接劑為熱固性彈性體及熱塑性彈性體中的任意一種。

一種3D打印用氮化硅陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

第一步，原料預(yù)處理，先將高分子聚合物、氮化硼納米片、氮化硅陶瓷粉同時(shí)添加到總量1.5—3倍的去離子水中，并在25℃—50℃恒溫環(huán)境下，以80—300r/min勻速單向攪拌10—15分鐘，然后對(duì)混合物進(jìn)行干燥，并在干燥后的混合物含水量低于5%，然后對(duì)混合物破碎得到300目以上粉狀混合物備用；

第二步，混料，將石墨烯纖維、尼龍纖維、合金粉、抗氧化劑、粘接劑、偶聯(lián)劑、膨潤土、玻璃纖維和第一步制備的粉狀混合物一同添加到攪拌設(shè)備中，在20℃—60℃恒溫環(huán)境下攪拌均勻，并在完成攪拌后保溫靜置10—20分鐘；