[發(fā)明專利]一種基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011070742.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN112373014B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏相霞;劉萌萌;萬紫萌;李澳;杜德琪;王玉振;張繼光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C64/165
• 分類號(hào): B29C64/165;B29C64/30;B33Y10/00;B33Y40/00;B33Y70/10
• 代理公司: 北京力致專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11900
• 代理人: 周厚民

1.一種基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)取磁性納米顆粒分散于有機(jī)溶劑中，并加入壓電聚合物材料，充分混合得到聚合物打印液，備用；

(2)創(chuàng)建三維結(jié)構(gòu)數(shù)字模型并進(jìn)行切片處理，設(shè)置合適的打印路徑及打印程序；

(3)將步驟(1)制備的所述聚合物打印液轉(zhuǎn)移至針筒中，在設(shè)計(jì)程序控制下進(jìn)行連續(xù)逐層沉積，并在3D打印的同時(shí)施加磁場，使所述磁性顆粒沿磁場方向進(jìn)行取向，構(gòu)建得到所需具有磁電耦合性能的磁電復(fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述壓電聚合物材料包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))或聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物(P(VDF-TrFE))中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述磁性納米顆粒包括Terfenol-D、Fe₃O₄、CuFe₂O₄、NiFe₂O₄、CoFe₂O₄中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述有機(jī)溶劑包括N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲基亞砜中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，以所述聚合物打印液的總量計(jì)，所述壓電聚合物材料的質(zhì)量含量為15-25wt％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述磁性納米顆粒與所述壓電聚合物材料的質(zhì)量比為1：5-20。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述步驟(2)中，控制所述切片處理步驟的參數(shù)為：移動(dòng)速度為10-50mm/s，切片厚度為0.01mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述3D打印步驟中，控制打印針頭和收集底板之間的距離為1-5mm，控制打印針頭的直徑為40-400μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于磁場輔助3D打印技術(shù)制備磁電復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，所述磁場包括永磁體或電磁鐵，并控制磁場強(qiáng)度為100Gs-8000Gs。

10.由權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述方法制備得到的磁電復(fù)合材料。