[發明專利]一種基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法及超構材料

在審

• 申請號: 202210507956.5
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114835482A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 曾新喜;郭云龍;張繁釗;曹崇
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/634;H01F1/03;B33Y70/10;B33Y10/00
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

1.一種基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法，其特征在于，其包括：

將氧化鐵粉體與稀土氧化物粉體球磨混合，在20～150℃下干燥后于900～1600℃下預燒6～48h，得到稀土正鐵氧體陶瓷粉末；

將稀土正鐵氧體陶瓷粉末與粘合液球磨混合后，進行3D打印，將得到的3D陶瓷胚體于500～1600℃下進行燒結6～48h，得到4D打印的超構材料；

利用太赫茲時域光電系統對所述4D打印的超構材料進行分析，激發出太赫茲電磁諧振響應，并調整所述4D打印的超構材料的尺寸、溫度或方位角以實現對太赫茲響應的調控。

2.根據權利要求1所述的基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法，其特征在于，所述稀土正鐵氧體陶瓷的成分包括化學結構式為R_1-xFe_xO_1.5的鐵氧體，其中，R為稀土元素、釔、鈧和鉍中的一種或兩種元素，x為0～0.99。

3.根據權利要求2所述的基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法，其特征在于，所述化學結構式為R_1-xFe_xO_1.5的鐵氧體中的R為鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔、鈧和鉍中的一種或兩種元素。

4.根據權利要求1所述的基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法，其特征在于，所述3D打印的步驟中，利用電磁學有限元仿真計算軟件進行超構材料的設計與分析，使用增材制造打印設備進行超構材料的制造。

5.根據權利要求1所述的基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法，其特征在于，所述利用太赫茲時域光電系統對所述4D打印的超構材料進行分析后，對所述4D打印的超構材料太赫茲響應的調控包括：

所述溫度調控范圍為0.01～600K；

所述方位角為球形空間的分布；

所述尺寸精度最小為10～200μm。

6.根據權利要求1所述的基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法，其特征在于，激發出的太赫茲電磁諧振響應介于0.01～10THz之間。

7.根據權利要求1所述的基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法，其特征在于，所述粘合液為聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛或聚氯乙烯與極性溶劑形成的混合溶液。

8.根據權利要求1所述的基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印方法，其特征在于，在制備所述稀土正鐵氧體陶瓷粉末過程中，所述粘合液中溶質的加入量是所述稀土正鐵氧體陶瓷粉末總質量的5～70％。

9.一種基于稀土正鐵氧體陶瓷的4D打印的超構材料，其特征在于，其通過權利要求1～8任一項所述的4D打印方法制備得到。