[發(fā)明專利]一種基于3D打印技術(shù)的聚合物先驅(qū)體制多孔磁性陶瓷系統(tǒng)及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011124661.7
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112321318A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設計）人: 范鑫;劉歡;皮志超;湯浩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航翼高新技術(shù)發(fā)展研究院有限公司
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B35/626;C04B35/622;C04B35/565;C04B35/64;B33Y80/00;B33Y70/10;B33Y10/00;C04B35/584
• 代理公司: 上海匯齊專利代理事務所(普通合伙) 31364
• 代理人: 童強

本發(fā)明涉及陶瓷材料制備技術(shù)領域，具體為一種基于3D打印技術(shù)的聚合物先驅(qū)體制多孔磁性陶瓷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：漿料配置單元、3D打印機和煅燒鍋爐；所述漿料配置單元包括：預處理罐和超聲攪拌釜；所述預處理罐用于制備改性造孔劑，所述超聲攪拌釜用于將改性造孔劑、磁性納米顆粒、惰性填料與聚合物先驅(qū)體加入有機溶劑中進行攪拌混合，并通過超聲波處理揮發(fā)有機溶劑，得到打印漿料；所述3D打印機利用打印漿料打印得到素胚；所述煅燒鍋爐煅燒素胚得到多孔磁性陶瓷。本發(fā)明的制備方法，用于制備所述的多孔磁性陶瓷，包括A：漿料配置；B：素胚制備；C：氣氛燒結(jié)。該發(fā)明制備工藝簡單、生產(chǎn)成本低，且制備產(chǎn)物經(jīng)濟價值高。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及陶瓷材料制備技術(shù)領域，具體為一種基于3D打印技術(shù)的聚合物先驅(qū)體制多孔磁性陶瓷系統(tǒng)及其制備方法。

背景技術(shù)

聚合物先驅(qū)體轉(zhuǎn)化陶瓷將陶瓷前驅(qū)體經(jīng)交聯(lián)固化處理轉(zhuǎn)化為熱固性聚合物，再經(jīng)高溫裂解而制得陶瓷產(chǎn)物。聚合物先驅(qū)體轉(zhuǎn)化陶瓷具有特殊的無定形結(jié)構(gòu)，且含有自由碳，具有良好的介電性能，與此同時，還具有陶瓷材料本身具有的抗氧化、耐高溫、硬度高等優(yōu)異性能，因此在雷達及無線電發(fā)射設備的吸波領域得到廣泛關注，可以防止電磁輻射，減輕電磁污染，保障人體健康和操作安全。

目前，傳統(tǒng)性陶瓷的成型方式只能制備于簡單形狀的陶瓷材料。而隨著現(xiàn)代電磁器件趨向于高性能、定制化的方向發(fā)展，傳統(tǒng)工藝已不能滿足多孔陶瓷材料個性化的需求，且生產(chǎn)成本昂貴，產(chǎn)物的經(jīng)濟價值較低。

申請?zhí)枮镃N201910096993.X的中國專利公開了一種3D打印磁性陶瓷的方法及其制備的磁性陶瓷，使用價格便宜的前驅(qū)體顆粒粉末為原料，通過將前驅(qū)體粉末進行球磨的方式使顆粒更為均勻，并首次使用球磨后前驅(qū)體粉末進行3D打印磁性陶瓷。該方法使用粘接劑，使這種3D打印技術(shù)存在一定的技術(shù)挑戰(zhàn)，且只能制備磁性基體的陶瓷如氧化鐵陶瓷、碳酸鋇陶瓷、碳酸鍶陶瓷或碳酸鉛陶瓷。

申請?zhí)枮镃N201910961461.8的中國專利公開了一種利用粉煤灰制備球形磁性陶瓷復合微波吸收材料的方法，首先對粉煤灰進行球磨、篩分處理，得到粉煤灰粉，通過緩慢噴入粘結(jié)劑和金屬鹽離子溶液造粒形成粉煤灰基復合微球，接著將復合微球經(jīng)干燥、還原處理獲得負載系列磁性組分的復合微波吸收材料。該方法使用粘接劑，制備的陶瓷可能存在裂紋較多，且無法制備形狀復雜的多孔陶瓷。

鑒于此，我們提出一種基于3D打印技術(shù)的聚合物先驅(qū)體制多孔磁性陶瓷系統(tǒng)及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于3D打印技術(shù)的聚合物先驅(qū)體制多孔磁性陶瓷系統(tǒng)及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于3D打印技術(shù)的聚合物先驅(qū)體制多孔磁性陶瓷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：漿料配置單元、3D打印機和煅燒鍋爐；

所述漿料配置單元包括：預處理罐和超聲攪拌釜；

所述預處理罐用于制備改性造孔劑，

所述超聲攪拌釜用于將改性造孔劑、磁性納米顆粒、惰性填料與聚合物先驅(qū)體加入有機溶劑中進行攪拌混合，并通過超聲波處理揮發(fā)有機溶劑，得到打印漿料；

所述3D打印機利用打印漿料打印得到素胚；

所述煅燒鍋爐煅燒素胚得到多孔磁性陶瓷。

本發(fā)明還提供一種制備方法，用于制備所述的多孔磁性陶瓷，包括以下步驟：

A：漿料配置

將有機造孔劑倒入預處理罐中，并添加改性劑進行改性，處理得到改性造孔劑；

將改性造孔劑、磁性納米顆粒、惰性填料與聚合物先驅(qū)體加入超聲攪拌釜中，并添加有機溶劑進行高速攪拌混合，并通過超聲波處理揮發(fā)有機溶劑，得到打印漿料；