[發明專利]一種使用擠出式3D打印技術制備連續纖維增強陶瓷的方法

有效

• 申請號: 201910503209.2
• 申請日: 2019-06-11
• 公開（公告）號: CN110156483B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 楊治華;周國相;趙哲;賈德昌;周玉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/628;B33Y70/00;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種使用擠出式3D打印技術制備連續纖維增強陶瓷的方法，本發明涉及一種制備連續纖維增強陶瓷的方法。解決現有連續纖維增強陶瓷能大幅度提升陶瓷本身的韌性，但其制備方法工藝復雜，成型性能差，對于復雜形狀成型難度較大的問題。制備方法：一、制備3D打印用同軸雙針頭；二、將連續纖維進行表面潤濕性處理；三、制備陶瓷漿料；四、設置打印路徑；五、連續纖維穿出同軸雙針頭；六、3D打印。本發明用于使用擠出式3D打印技術制備連續纖維增強陶瓷的方法。

技術領域

本發明涉及一種制備連續纖維增強陶瓷的方法。

背景技術

陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、強度高、透波性能好等諸多優點，3D打印技術具有成型精度高、結構復雜、制備快捷等優勢，3D打印技術的發展對陶瓷材料的成型技術帶來了新的發展機遇。

傳統的陶瓷韌性較差，通常需要進行增韌處理，現階段使用的方法是添加短切纖維進行增強處理，但其性能提升有限，連續纖維增強陶瓷能大幅度提升陶瓷本身的韌性，但其制備方法往往局限于將連續纖維在陶瓷漿料中的浸漬后，再行打磨切削，其工藝復雜，對于復雜形狀構件的成型難度大。

發明內容

本發明要解決現有連續纖維增強陶瓷能大幅度提升陶瓷本身的韌性，但其制備方法工藝復雜，成型性能差，對于復雜形狀成型難度較大的問題，而提供一種使用擠出式3D打印技術制備連續纖維增強陶瓷的方法。

一種使用擠出式3D打印技術制備連續纖維增強陶瓷的方法是按以下步驟進行：

一、制備3D打印用同軸雙針頭：

制備同軸雙針頭，所述的同軸雙針頭為內部針頭設置于外部針頭內部形成，且內部針頭的入口從外部針頭側面穿出，內部針頭出口設置于外部針頭內部，且與外部針頭出口同軸；

所述的內部針頭為連續纖維通道，外部針頭與內部針頭之間為陶瓷漿料通道；

所述的內部針頭內徑為0.05mm～0.5mm；所述的內部針頭壁厚為0.05mm～0.2mm；所述的外部針頭內徑為0.35mm～1.2mm；所述的內部針頭入口與外部針頭出口之間的垂直距離為3mm～20mm；所述的內部針頭出口與外部針頭出口之間的垂直距離為3mm～10mm；

二、將連續纖維進行表面潤濕性處理：

①、在空氣氣氛及溫度為300℃～1000℃的條件下，將連續纖維處理5h～12h，得到排膠后的纖維；

②、將排膠后的纖維置于質量百分數為0.1％～1％的氧化石墨烯溶液中，浸泡5h～12h，得到潤濕處理后的連續纖維；

所述的質量百分數為0.1％～1％的氧化石墨烯溶液中氧化石墨烯的片徑為1μm～50μm；

三、制備陶瓷漿料：

將陶瓷顆粒與添加劑混合，并利用勻料機混合均勻，得到陶瓷漿料；

所述的陶瓷漿料中固相的質量百分數為10％～70％；

四、設置打印路徑；

五、連續纖維穿出同軸雙針頭：

將一束或一根潤濕處理后的連續纖維從同軸雙針頭的連續纖維通道穿入，且潤濕處理后的連續纖維端點穿出同軸雙針頭；

六、3D打?。?/p>