[發明專利]基于450nm光固化制備極小曲面復雜結構氧化鋅陶瓷的方法

有效

• 申請號: 202011075459.X
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112624753B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 趙艷;陸嘉雄;曾勇
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/634;C04B35/638;C04B35/64;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y70/10;B33Y80/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種基于450nm波段光固化成形的極小曲面狀氧化鋅陶瓷的制備方法，其特征在于：

1）使用三維建模軟件設計極小曲面結構，根據有限元分析軟件ANSYS的力學模擬結果，對極小曲面結構薄壁的厚度進行調整，最終得到70%-90%孔隙率的極小曲面復雜結構模型，并以STL格式導出；

2）450nm光固化漿料配置：

對氧化鋅粉末進行球磨至粒徑小于等于500nm；

38wt%氧化鋅納米粉末、3wt% 1,6-己二醇二丙烯酸酯作為粘結劑，4wt%的三乙醇胺作為分散劑，1wt%正硅酸乙酯作為助燒結劑，49wt% 季戊四醇三丙烯酸酯作為樹脂，2.5wt%2,4,6-樟腦醌和2.5wt% 4-二甲氨基苯甲酸乙酯作為450nm光引發劑，按比例混合，然后攪拌；

然后加入氧化鋯珠，在行星球磨機中進行球磨，以250 r/min的速度進行球磨，持續180min，徹底混合得到漿料；將漿料裝入容器，放入真空干燥機進行真空消泡處理；

3）3D打印制備過程：

將需要打印的極小曲面復雜結構的CAD模型以STL格式輸入到商用陶瓷DLP 3D打印機器中，用于打印的光固化波長為450nm,層厚設置為0.025mm,單層曝光時間2s；參數設置以及調平完成，隨即開始打?。?/p>

4）脫脂與燒結過程

打印完成后，從成形板取下進行后處理；用高壓氣槍將極小區面結構表面和內部的殘余漿液沖洗出來，再使用酒精清理打印完成后的坯體；然后將洗凈的坯體放置在中號燒結爐中，在高溫下對樣品進行脫脂以去除有機物，脫脂環節設置如下：

室溫25℃，升溫至300℃，升溫速率為1.5℃/min，保溫時間90min；300℃升溫至500℃，升溫速率1.2℃/min，保溫時間60min；500℃升溫至600℃，升溫速率0.5℃/min，保溫時間90min；600℃升溫至900℃，升溫速率1.5℃/min，保溫時間90分鐘；900℃降溫至室溫25℃，降溫速率2℃/min；

B．燒結環節：

升溫溫度為1280 ℃，升溫速度為2 ℃/min；

保溫時間為2.5 h，降溫至室溫，降溫速率為2 ℃/min。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所使用的3D打印機是商業陶瓷打印機LITHOZ CeraFab 7500，使用建模軟件為Rhino 6、Materialise 3-matic 11.0或Magics。