[發明專利]細晶氧化鋁陶瓷的3D打印制備方法

有效

• 申請號: 202010690028.8
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111925193B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 楊現鋒;謝呵瀚;牛富榮;周哲;劉鵬;徐協文
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/624;B33Y70/10
• 代理公司: 北京迎碩知識產權代理事務所(普通合伙) 11512
• 代理人: 錢揚保;張群峰

1.一種細晶氧化鋁陶瓷的3D打印制備方法，其特征在于，所述細晶氧化鋁陶瓷的密度為3.85～3.98g/cm³，晶粒尺寸小于1μm，所述制備方法包括以下步驟：

步驟1，制備打印凝膠，

使氧化鋁前驅體在水中發生水解，得到氧化鋁溶膠；

在所述氧化鋁溶膠中加入晶種、添加劑、以及粘結劑進行混合，得到打印凝膠，

步驟2，螺桿擠出直寫3D打印成型，

將所述打印凝膠通過螺桿擠出直寫3D打印成型，得到濕凝膠坯；

步驟3，干燥，

將所述濕凝膠坯進行干燥，得到干燥坯，所述步驟3包括：

步驟31，液體干燥，

將所述濕凝膠坯依次置于40-80℃的聚乙二醇200、聚乙二醇600、聚乙二醇2000中，分別靜置4-72小時進行一次干燥，此后將其取出并在萃取液中進行萃取以去除其中的液體介質，所述萃取液為乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的一種或幾種，所述萃取時間為2-12小時；

步驟32，空氣干燥，

將經萃取的所述濕凝膠坯從所述萃取液中取出，在空氣中進行二次干燥，得到所述干燥坯；

步驟4，燒結，

將所述干燥坯進行燒結，得到所述細晶氧化鋁陶瓷。

2.根據權利要求1所述的3D打印制備方法，其特征在于，所述步驟1中，所述氧化鋁前驅體為擬薄水鋁石，將所述擬薄水鋁石、硝酸以及分散劑加入水中攪拌，得到所述氧化鋁溶膠。

3.根據權利要求2所述的3D打印制備方法，其特征在于，所述分散劑為選自聚丙烯酸鈉、聚乙二醇200以及聚乙烯吡咯烷酮中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的3D打印制備方法，其特征在于，所述晶種為選自α-氧化鋁、γ-氧化鋁、α-氧化鐵中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的3D打印制備方法，其特征在于，所述添加劑為選自氧化鎂、氧化鈣、氧化鋯、氧化釔、氧化硅、硝酸鎂和硝酸釔中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的3D打印制備方法，其特征在于，所述粘結劑為選自羥乙基纖維素、聚氧化乙烯、甲基纖維素、乙基纖維素中的一種或多種。

7.根據權利要求1所述的3D打印制備方法，其特征在于，所述步驟32中，所述二次干燥的干燥溫度為20-110℃，干燥時間為3-24小時。

8.根據權利要求1所述的3D打印制備方法，其特征在于，所述步驟4包括：

將所述干燥坯以4～10℃/min的速率升溫至1300～1550℃并保溫1～4h，得到所述細晶氧化鋁陶瓷。