[發明專利]一種高固相含量氧化鋯陶瓷膏料及制備方法，及基于其的結構件和制備方法

在審

• 申請號: 201910943534.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110511022A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 滿積友;宋索成;鮑崇高;趙紀元;王克杰
• 申請（專利權）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622;C04B35/632;C04B35/634;C04B35/638;C04B35/64;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 郭瑤<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種高固相含量氧化鋯陶瓷膏料及制備方法，及基于其的結構件和制備方法；該陶瓷膏料通過在漿料配制過程中對陶瓷粉的預處理和調整不同樹脂、分散劑等的混合比例，來提升陶瓷膏料的固相含量；驗證發現，通過采用上述的光敏樹脂，制備出高固相含量氧化鋯陶瓷膏料的粘度適中，且固含量較高；且通過該膏料打印出的結構件，在后續的打印、脫脂和燒結過程中相對于現有3D打印用氧化鋯漿料收縮率較低、致密度高，最終使得該結構件的力學性能好，抗彎強度較高。

【技術領域】

本發明屬于氧化鋯陶瓷制造技術領域，具體涉及一種高固相含量氧化鋯陶瓷膏料及制備方法，及基于其的結構件和制備方法。

【背景技術】

陶瓷具有優良力學性能、高的抗彎強度、優良的抗氧化性、良好的耐腐蝕性、高的抗磨損性以及低的摩擦系數，氧化鋯陶瓷是一種新型高技術陶瓷，它除了具有精密陶瓷應有高強度、硬度、耐高溫、耐酸堿腐蝕及高化學穩定性等條件，還具備較一般陶瓷高的堅韌性，使得氧化鋯陶瓷也運用在各個工業，像是軸封軸承、切削組件、模具、汽車零件等，甚至可用于人體，像是人工關節當中。

隨著工業的發展，這些傳統的工藝已經不能滿足高科技產品的需求。3D打印快速成型技術是近年來快速發展的一種新型成型工藝，目前該工藝可應用在陶瓷成型中的主要有工藝熔融沉積制造(FDM)、選擇性激光燒結技術(SLS)和立體光固化成型(SLA)技術，這些技術的應用結合后續燒結工藝大幅縮短了陶瓷構件的成型周期，解決了傳統工藝無法克服的設計尺寸改變或者調整，將需要重新設計并制造模具。

目前SLA成型的氧化鋯在脫脂燒結后雖然獲得了一定的致密度和抗彎強度，但由于所使用的打印漿料固相含量較低，如果固相含量偏高，則相對應的漿料粘度較高，而無法打印，打印后脫脂燒結過程中試樣收縮較大且易產生裂紋等缺陷，導致力學性能不佳，脫脂燒結易變形，不利于試樣的精度控制，使其不能在電子和醫療等對精度要求相對較高的領域很好的應用。

【發明內容】

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種高固相含量氧化鋯陶瓷膏料及制備方法，及基于其的結構件和制備方法；該膏料的固相含量高，通過其制備的結構件收縮率較小。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種高固相含量氧化鋯陶瓷膏料的制備方法，包括以下步驟：

S1、混合氧化鋯粉末和燒結助劑粉末，制得氧化鋯混合粉末；

S2、混合光敏樹脂和光引發劑，制得樹脂溶液；所述光敏樹脂為1,6-己二醇雙丙烯酸酯、活性稀釋劑和雙季戊四醇六丙烯酸酯按照質量比4：(2-3)：(2-3)混合而成的混合物；所述活性稀釋劑為二縮丙二醇雙丙烯酸酯和/或三縮丙二醇雙丙烯酸酯；

S3、球磨制備分散劑粉末；

S4、混合氧化鋯混合粉末和分散劑粉末，制得固體粉末，將固體粉末加入至樹脂溶液中，然后加入Kos110溶液，球磨并脫泡后，制得高固相含量氧化鋯陶瓷膏料。

本發明的進一步改進在于：

優選的，S1中，氧化鋯粉末和燒結助劑粉末的混合質量比為94:6。

優選的，S1中，燒結助劑粉末為氧化鋁、氧化釔和氧化鉿中兩種或三種的混合物。

優選的，S1中，燒結助劑粉末為氧化釔和氧化鋁按照質量比(20-25)：1混合的粉末。

優選的，S2中，樹脂溶液中，光引發劑為光敏樹脂質量的0.7-0.8％；光引發劑為苯偶酰雙甲醚或二芳基碘鎓鹽I-250；光敏樹脂中還添加有三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯和活性稀釋劑的質量比為2:1。