[發(fā)明專利]一種具有高比表面積的多孔陶瓷制件及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910791900.5 | 申請(qǐng)日： | 2019-08-26 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN112440467B | 公開（公告）日： | 2021-12-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王劍磊;王西柚;吳立新 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所 |
| 主分類號(hào)： | B29C64/118 | 分類號(hào)： | B29C64/118;B29C64/209;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y70/10;C04B38/02;C04B38/10;C04B35/10;B29K101/12;B29K309/02 |
| 代理公司： | 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535 | 代理人： | 劉元霞;謝怡婷 |
| 地址： | 350002 *** | 國省代碼： | 福建;35 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 表面積 多孔 陶瓷 制件 及其 制備 方法 | ||
1.一種多孔陶瓷制件，其中，其是由適用于FDM-3D打印的材料體系通過含有基于FDM-3D打印的噴頭的FDM-3D打印設(shè)備打印得到；
所述基于FDM-3D打印的噴頭包括噴頭上部件（1）、噴頭下部件（2）、擋板（3）和擋板連接件（4）；
所述噴頭上部件（1）的結(jié)構(gòu)為圓筒型，所述噴頭下部件（2）的結(jié)構(gòu)為圓錐臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述噴頭上部件（1）的一端形成進(jìn)料口，所述噴頭上部件（1）的另一端與所述噴頭下部件（2）直徑較大的一端連接，所述噴頭下部件（2）直徑較小的一端形成出料口；
所述擋板（3）沿垂直于底面的方向上與出料口齊平，且與出料口之間形成C字形空隙；所述擋板（3）通過擋板連接件（4）與噴頭上部件（1）或噴頭下部件（2）連接；
所述材料體系包括熱塑性高分子組合物、可膨脹微球、剛性顆粒和任選地稀土添加劑，其中，所述可膨脹微球的起始發(fā)泡溫度高于所述材料體系加工為FDM-3D打印用絲材的加工溫度和FDM- 3D打印的加工溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷制件，其中，所述熱塑性高分子組合物占材料體系總質(zhì)量的15-25wt%、可膨脹微球占材料體系總質(zhì)量的2-6wt%、剛性顆粒占材料體系總質(zhì)量的72-80wt%、稀土添加劑占材料體系總質(zhì)量0-1.5wt%；
所述熱塑性高分子組合物中包括熱塑性高分子60-80wt%、內(nèi)潤滑劑10-20wt%、增粘樹脂10-20wt%；
所述剛性顆粒為γ-Al2O3，稀土添加劑選自La2O3和CeO2中的至少一種；所述可膨脹微球的核為液態(tài)低沸點(diǎn)的烷烴，殼為阻隔性良好的熱塑性聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷制件，其中，所述剛性顆粒的粒徑為微米級(jí)，為1μm、5μm、10μm和30μm中的一種或多種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷制件，其中，所述剛性顆粒選自70份粒徑為30μm剛性顆粒、25份粒徑為5μm剛性顆粒、5份粒徑為1μm剛性顆粒的組合；或者是50份粒徑為30μm剛性顆粒與50份粒徑為1μm剛性顆粒的組合；具體的所述剛性顆粒選自70份粒徑為30μm氧化鋁顆粒、25份粒徑為5μm氧化鋁顆粒、5份粒徑為1μm氧化鋁顆粒的組合；或者50份粒徑為30μm氧化鋁顆粒與50份粒徑為1μm氧化鋁顆粒的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷制件，其中，所述擋板（3）的結(jié)構(gòu)為異形結(jié)構(gòu)，所述擋板（3）沿垂直于底面的方向上與出料口齊平，且與出料口之間形成C字形空隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷制件，其中，所述材料體系先通過均勻混合再經(jīng)過雙螺桿擠出機(jī)塑化并造粒，然后通過單螺桿擠出機(jī)拉絲，拉出的絲直徑為1.75mm，所述絲通過所述FDM-3D打印設(shè)備打印得到所述多孔陶瓷制件。
7.一種制備具有高比表面積的多孔陶瓷的方法，所述方法包括以下步驟：
1）采用權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的多孔陶瓷制件中的材料體系為原料，經(jīng)螺桿擠出機(jī)擠出、拉絲，制備得到絲材，將制備的絲材進(jìn)行基于FDM-3D打印，得到成型的素坯；
2）將成型的素坯依次經(jīng)過脫粘、氧化和燒結(jié)工序，得到多孔陶瓷制件；
步驟1）中，在進(jìn)行基于FDM-3D打印過程中，使用包括基于FDM-3D打印的噴頭的FDM-3D打印設(shè)備；
所述基于FDM-3D打印的噴頭包括噴頭上部件（1）、噴頭下部件（2）、擋板（3）和擋板連接件（4）；
所述噴頭上部件（1）的結(jié)構(gòu)為圓筒型，所述噴頭下部件（2）的結(jié)構(gòu)為圓錐臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述噴頭上部件（1）的一端形成進(jìn)料口，所述噴頭上部件（1）的另一端與所述噴頭下部件（2）直徑較大的一端連接，所述噴頭下部件（2）直徑較小的一端形成出料口；
所述擋板（3）沿垂直于底面的方向上與出料口齊平，且與出料口之間形成C字形空隙；所述擋板（3）通過擋板連接件（4）與噴頭上部件（1）或噴頭下部件（2）連接。
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