[發明專利]一種基于光固化成型的金剛石-陶瓷復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110452472.0
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113149002B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 吳書杰;伍尚華;鄧欣
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: C01B32/28
• 分類號: C01B32/28;C03C10/00;C04B35/195;C04B35/622;C04B35/64;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 廣東超越知識產權代理有限公司 44975
• 代理人: 陳惠珠

1.一種基于光固化成型的金剛石-陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.稱取金剛石粉與鈦粉，倒入球磨罐中，并在行星球磨機中混合均勻，放入坩堝中壓實，用一定比例的氯化鹽加鈦粉混合物覆蓋，壓實后，在高溫燒結爐內進行燒結，得到金剛石表面鍍鈦的顆粒物；

S2.將溶解于石油中的一定量石蠟滴入乙醇中，懸浮金剛石表面鍍鈦的顆粒物，球磨混合均勻，然后通過蒸餾和在空氣中干燥得到石蠟包覆后的金剛石表面鍍鈦的顆粒物；

S3.稱取二次包覆后的金剛石顆粒和陶瓷粉末在球磨機中混合均勻，然后在烘箱中烘干，取出后過篩，得金剛石-玻璃相陶瓷混合粉體；將得到的混合粉體、光固化樹脂及分散劑，放到均質機中，混合均勻，得到光固化金剛石-陶瓷復合材料漿料；

S4.將光固化金剛石-陶瓷復合材料漿料倒入光固化DLP打印成形機的液料槽中，導入需要制備零件的數據，設置加工參數，然后打印金剛石-陶瓷復合材料坯前驅體；

S5.金剛石-陶瓷復合材料坯前驅體放入石墨或陶瓷坩堝中，再將石墨或陶瓷坩堝放入真空燒結爐內燒結，先升溫至1400-1500℃并保溫，然后冷卻至室溫，得到光固化金剛石-陶瓷復合材料零件；

所述金剛石鍍鈦層的厚度為0.1-0.5μm；所述金剛石粉的粒徑為W0.003-W20；

石蠟層的厚度為1-50納米；

所述陶瓷粉末包括玻璃陶瓷、堇青石陶瓷粉末中的一種或多種；

所述步驟S1中，在氮氣、氬氣、真空或者空氣條件下，將坯體以0.1-2℃/min的速率升溫至600～800℃，保溫0.1-3h；高溫燒結爐的燒結溫度為1400-1500℃。

2.根據權利要求1所述的基于光固化成型的金剛石-陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，行星球磨機的轉速為1rpm-350rpm，球磨時間為0.1-6h。

3.根據權利要求1所述的基于光固化成型的金剛石-陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，球磨時間為0.1-6h。

4.根據權利要求1所述的基于光固化成型的金剛石-陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，光固化樹脂添加的質量百分比為光固化金剛石-陶瓷復合材料漿料的30～90%；球磨時間為0.1-6h。

5.根據權利要求1所述的基于光固化成型的金剛石-陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中，金剛石-陶瓷復合材料坯前驅體根據設置好的工藝參數和零件圖輪廓尺寸進行逐層固化疊加得到。

6.根據權利要求1所述的基于光固化成型的金剛石-陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S5中，升溫速率為0.1-50℃/min。