[發(fā)明專利]一種氧化鋯陶瓷的直寫成型方法

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• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN110395979A
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發(fā)明（設計）人: 王小鋒;于凱
• 申請（專利權）人: 蘇州拜博機電科技有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;B28B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種氧化鋯陶瓷的直寫成型方法，首先制備氧化鋯陶瓷粉體漿料，然后添加醇鋯鹽水解后獲得改善成型性能的漿料，最后直寫成型后進行干燥、燒結。本發(fā)明通過在氧化鋯漿料中引入鋯醇鹽，使鋯醇鹽水解，從而調(diào)控直寫成型用氧化鋯陶瓷粉體漿料成型性能,并且鋯醇鹽在后續(xù)燒結中轉(zhuǎn)化為氧化鋯，促進燒結致密化。

技術領域

本發(fā)明涉及3D打印成型技術，具體涉及一種氧化鋯陶瓷的直寫成型方法。

背景技術

氧化鋯陶瓷具有良好的力學性能和優(yōu)良的生物兼容性，廣泛用作生物材料，如代骨材料和義齒等。但是氧化鋯陶瓷的高硬度和低韌性使其難以通過傳統(tǒng)的機加工手段獲得尺寸形狀各異的生物材料，極大地限制了其應用。3D打印成型技術中的直寫成型技術具有工藝簡單，操作易控等優(yōu)點，在生物材料和器件等方面具有廣闊的應用前景。

直寫成型技術對用于成型漿料具有很高的流變性能要求，既要求漿料順利擠出，又要求擠出后快速失去流動性。學者們試圖采用多種方式改變漿料的流變性能，期望使其達到直寫成型的要求，例如改變漿料的pH，增加離子強度，或者加入反聚電解質(zhì)等。但這些方式均在一定程度上以降低漿料固含量為犧牲條件來實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術問題，我們提出了一種氧化鋯陶瓷的直寫成型方法，能夠改善漿料流變性能實現(xiàn)直寫成型，又能夠改善氧化鋯坯體燒結。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種氧化鋯陶瓷的直寫成型方法，其包括如下步驟：

1）將一定比例的水溶劑、氧化鋯陶瓷粉體和分散劑進行球磨混合，制得合適的粘度和固含量的氧化鋯陶瓷粉體漿料，其中，固含量為0.01%~99%，分散劑的加入量為粉體質(zhì)量的0.001%~10%；

2）在上述氧化鋯陶瓷粉體漿料中添加一種或幾種鋯醇鹽繼續(xù)球磨，水解后獲得改善成型性能的氧化鋯陶瓷粉體漿料，其中，鋯醇鹽占粉體重量的比例范圍為0.001%~10%；

3）在直寫成型之前，采用真空除氣方式對步驟2）中獲得的氧化鋯陶瓷粉體漿料進行除氣處理；

4）將步驟3）中的氧化鋯陶瓷粉體漿料裝入直寫成型設備進行3D打印；

5）直寫成型后進行干燥，燒結，獲得氧化鋯陶瓷。

進一步地，所述球磨工藝參數(shù)：氧化鋯磨球500~600g，球磨速度50 ~80 rad/min。

進一步地，所述分散劑為聚丙烯酸類、聚馬來酸類或聚苯磺酸類的陰離子型分散劑。

進一步地，所述鋯醇鹽包括異丙醇鋯、正丙醇鋯或者異、正丙醇鋯的絡合物中一種。

進一步地，所述直寫成型時的工藝參數(shù)控制范圍為：壓力范圍為1~200PSI；打印頭移動速度為0.01~100mm/sec；濕度＞40%，具體視情況而定。

進一步地所述燒結工藝參數(shù)：升溫速率0.5~3℃/min，燒結溫度1480~1550℃，燒結時間1~2小時。

通過上述技術方案，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明是一種簡便、易控的氧化鋯陶瓷成型方法，采用鋯醇鹽調(diào)控直寫成型用漿料成型性能，并在后續(xù)燒結中轉(zhuǎn)化為氧化鋯，促進了燒結致密化。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例，對本發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

下面結合具體實施方式作進一步詳細的說明。

一種氧化鋯陶瓷的直寫成型方法，其包括如下步驟：