[發(fā)明專利]一種可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110244923.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113172724A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈理達(dá);陳志鵬;焦晨;周凱;呂非;陸彬;張寒旭;葉昀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B28B1/00
• 分類號(hào): B28B1/00;C04B35/10;C04B35/46;C04B35/48;C04B35/622;C04B35/64;C04B41/88;B33Y10/00;B33Y70/10;B22D23/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、建模：根據(jù)不同應(yīng)用背景，進(jìn)行三維網(wǎng)格建模；

步驟2、球磨混料：將氧化物類陶瓷粉體與添加劑、助燒劑混合后球磨得到混合陶瓷粉料；

步驟3、漿料制備：將步驟2得到的混合陶瓷粉料加入光敏樹脂和分散劑，混合均勻；

步驟4、坯體成型：將步驟1得到的模型文件導(dǎo)入光固化3D打印機(jī)，將步驟3得到的漿料用光固化成形的方法打印出三維網(wǎng)絡(luò)支架坯體；

步驟5、超聲清洗：將所述三維網(wǎng)絡(luò)支架坯體超聲清洗3~5min，去除表面粘結(jié)漿料；

步驟6、脫脂燒結(jié)：將步驟5清洗后的支架坯體脫脂燒結(jié)，隨爐冷卻到室溫后取出得到氧化物三維網(wǎng)絡(luò)陶瓷支架；

步驟7、真空壓力浸滲：將金屬坯體處理去除表面氧化層后與步驟6得到的氧化物三維網(wǎng)絡(luò)陶瓷支架一同放入真空壓力浸滲設(shè)備中，真空腔內(nèi)氣壓保持0.1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，將溫度加熱至金屬熔點(diǎn)之上5%保溫2min，使用石墨壓桿以2mm/s速度緩慢壓下直至滲透完畢；

步驟8、氬氣氛圍冷卻成型：步驟7真空壓力浸滲完成后，氬氣氣氛中冷卻成型得到網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，步驟2中所述氧化物類陶瓷粉體與添加劑、助燒劑的添加量質(zhì)量比為90:8:2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，步驟2中所述氧化物類陶瓷粒徑為50nm~30um；所述氧化物類陶瓷包括氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，步驟3中混合陶瓷粉料與光敏樹脂質(zhì)量比為(2.5：1)~(3.5：1)，所述分散劑添加量為漿料總體質(zhì)量的3%~5%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，步驟4中使用光固化3D打印機(jī)時(shí)的參數(shù)為：光強(qiáng)為8000~10000uw/cm²，曝光時(shí)間為8~12s，底部加強(qiáng)層數(shù)為3~5層，底部加強(qiáng)光強(qiáng)為3~5倍，光固化打印層厚為0.05~0.08mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，步驟6中所述脫脂燒結(jié)溫度為0-1600℃，升溫速度控制在0.5~3℃/min 。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，步驟6中0~900℃為脫脂階段，分別在120℃、240℃、300℃、420℃、500℃、900℃各保溫兩小時(shí)；900~1600℃為燒結(jié)階段，分別在1100℃、1300℃、1500℃各保溫兩小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，步驟7中金屬坯體為熔點(diǎn)低于1500度的金屬或合金；所述真空壓力浸滲設(shè)備中的坩堝材料選用石墨；加熱前需要在真空腔內(nèi)先進(jìn)行氬氣洗氣循環(huán)操作3遍，隨后抽真空開(kāi)始加熱，升溫速度控制在5℃/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控網(wǎng)絡(luò)陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料制備工藝，其特征在于，步驟8中加熱結(jié)束后沖入氬氣使真空腔內(nèi)氣壓恢復(fù)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)冷。