[发明专利]一种基于光固化技术的碳化硅陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种基于光固化技术的碳化硅陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）制备浆料：将预混液、光引发剂、分散剂和烧结助剂非晶体的二氧化硅混合后得到预混料，将质量分数30%-50%的预混料与质量分数50%-70%的碳化硅粉末混合，搅拌均匀后，超声分散5~10分钟，球磨，得到碳化硅浆料；所述预混液的成分包括质量分数为25％-35％的丙烯酸酯、质量分数为30％-40％的正辛醇和质量分数为35％-45％的聚乙二醇；

当步骤（1）所述碳化硅粉末为粒径≤1μm的碳化硅粉末时，直接用于制备碳化硅浆料，所配置的碳化硅浆料中，其陶瓷颗粒的固相含量按质量百分比计算达到45%；

当所述步骤（1）所述碳化硅粉末为粒径＞1μm的碳化硅粉末时，先采用球磨将团聚打散，得到氧化后的碳化硅粉末，再用于制备碳化硅浆料，所配置的碳化硅浆料中，其陶瓷颗粒的固相含量按质量百分比计算达到70%；

（2）成型：将步骤（1）所得浆料在3D打印机平台上固化成型，制得坯体；

（3）后处理：将步骤（2）所得坯体经紫外光处理10~24h进行固化和干燥，干燥后的坯体先进行真空脱脂后，再进行空气脱脂；将脱脂后的坯体进行烧结，得碳化硅陶瓷；所述烧结方式是热压烧结或气氛烧结。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述光引发剂的用量为丙烯酸酯质量的3%；所述分散剂的用量为碳化硅粉末质量的3%；所述非晶体的二氧化硅的用量为碳化硅粉末质量的2%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述预混液的成分包括质量分数为30％的丙烯酸酯、质量分数为35％的正辛醇和质量分数为35％的聚乙二醇。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮和苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种以上；所述分散剂为BYK-9076、BYK-163和BYK-9077中的一种以上。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述球磨是以250-300r/min的转速球磨1.5~2h，使用的球磨介质为碳化钨或氧化锆。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述固化成型的过程中，基础层曝光时间为30~60s，所述基础层的层数为8~10层，单层打印时间为15~30s，单层厚度为20~50μm，曝光量220~768J/cm²，波长为287~405nm。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述烧结的方法为将脱脂后的坯体升温后保温，保温结束后冷却，得碳化硅陶瓷。

8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于：所述真空脱脂的方法为：以1~5℃/min的速率升温至400~750℃并保温3~5h，且升温过程中每隔100℃保温30~60min后，冷却至室温；

所述空气脱脂的方法为：以1~5℃/min的速率升温至600~900℃并保温3~5h后，冷却至室温；

所述烧结的方法为将脱脂后的坯体以5~10℃/min的速率升温至1950℃并保温1-2h，保温结束后冷却，得碳化硅陶瓷。

9.一种由权利要求1-8任一项所述制备方法制备得到的基于光固化技术的碳化硅陶瓷。