[发明专利]3D打印用氧化铝陶瓷浆料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于特种功能陶瓷技术领域，具体涉及一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料及其制备方法和应用。所述的陶瓷浆料，由以下重量百分数的原料制成：氧化铝配方料75％‑85％；硬脂酸0.5％‑5％；聚丙烯3‑11％；石蜡1‑10％；其中，所述的氧化铝配方料由以下重量百分数的原料制成：氧化镧0.1％；氧化铌0.2％；氧化钇0.1％；氧化铝99.5％。本发明制备的氧化铝陶瓷浆料固相含量高，最高可达85％，适用于直接成型各种个性化、复杂化、特殊化和高难度的异型精密部件；将本发明氧化铝陶瓷浆料制成氧化铝增材，能够直接在熔融沉积3D打印机上使用；所述的制备方法，简单易实施。

技术领域

本发明属于特种功能陶瓷技术领域，具体涉及一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印技术于上世纪80年代诞生于美国，其突破了传统的加工模式，被认为是近20年制造技术领域的一次重大突破。3D打印技术是依据CAD三维建模、通过材料的逐层叠加堆积直接获得实体部件的技术，也被称为“增量技术”、“堆积技术”等。与传统的制造技术相比，3D打印技术的制造速度更快，并可直接制造出任意复杂形状的部件，是非常有应用前景并符合未来技术发展趋势的制造技术，受到国内外很多学者的关注。目前，3D打印技术已在高分子、金属材料领域得到较好的应用和发展，在陶瓷材料领域也不断取得一些技术突破。20世纪90年代中期，研究者们就开始尝试通过3D打印技术成型陶瓷部件，目前已取得显著的研究进展。目前主要是采用激光的方法制备出了一些陶瓷部件，但是针对光固化成型陶瓷，目前国内尚未见报道。3D打印技术在制造陶瓷材料方面具有很大优势，不依赖复杂模具和机械加工，并可根据材料不同的性能要求，开发出不同结构的陶瓷材料，这为复杂形状的部件制造提供了一种新的成型方法。

众所周知，先进陶瓷光固化成型的首要前提是可聚合的陶瓷料浆的制备。陶瓷料浆的性能不仅影响着随后的成型、预烧和烧结，还与原料的利用率、工艺效率和冷加工成本等密切关联。如何制备出能够光固化成型的、适用于3D打印技术的陶瓷料浆，是特种功能陶瓷技术领域亟待解决的主要课题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种3D打印用氧化铝陶瓷浆料，具有固相含量高的特点，本发明同时提供其制备方法和应用。

本发明所述的3D打印用氧化铝陶瓷浆料，由以下重量百分数的原料制成：

其中，所述的氧化铝配方料由以下重量百分数的原料制成：

所述的3D打印用氧化铝陶瓷浆料的制备方法，包括如下步骤：

(1)制备氧化铝配方料：按配方量分别称取氧化铝、氧化镧、氧化铌、氧化钇粉体，依次加入装有氧化铝研磨球的球磨罐中，其中，料球比为1：2，加入研磨介质，球磨4h后，干燥待用；

(2)氧化铝陶瓷料的制备：首先，将聚丙烯加热到180-200℃，保温30-40min；然后，降温至160-175℃，加入硬脂酸，保温至完全溶解；再降温至130-150℃，加入石蜡，140-160℃下混合均匀，将干燥的氧化铝配方料分批次加入，搅拌均匀后，得氧化铝陶瓷浆料。

所述的研磨介质为水。

氧化铝陶瓷料的制备优选为：

首先，将称量好聚丙烯加热到180-200℃，使其由白色粒状变为无色的稠状物质；然后，降温至160-175℃，加入硬脂酸，硬脂酸完全溶解后，冷至130-150℃，加入石蜡，140-160℃下混合均匀，呈白色粘稠状，将干燥后的氧化铝配方粉体分批次加入到上述粘稠状混合物中，用搅拌机搅拌均匀，得氧化铝陶瓷浆料。

所述的分批次优选为2-4次。