[发明专利]一种高固相含量氧化锆陶瓷膏料及制备方法，及基于其的结构件和制备方法

说明书

本发明公开了一种高固相含量氧化锆陶瓷膏料及制备方法，及基于其的结构件和制备方法；该陶瓷膏料通过在浆料配制过程中对陶瓷粉的预处理和调整不同树脂、分散剂等的混合比例，来提升陶瓷膏料的固相含量；验证发现，通过采用上述的光敏树脂，制备出高固相含量氧化锆陶瓷膏料的粘度适中，且固含量较高；且通过该膏料打印出的结构件，在后续的打印、脱脂和烧结过程中相对于现有3D打印用氧化锆浆料收缩率较低、致密度高，最终使得该结构件的力学性能好，抗弯强度较高。

【技术领域】

本发明属于氧化锆陶瓷制造技术领域，具体涉及一种高固相含量氧化锆陶瓷膏料及制备方法，及基于其的结构件和制备方法。

【背景技术】

陶瓷具有优良力学性能、高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损性以及低的摩擦系数，氧化锆陶瓷是一种新型高技术陶瓷，它除了具有精密陶瓷应有高强度、硬度、耐高温、耐酸碱腐蚀及高化学稳定性等条件，还具备较一般陶瓷高的坚韧性，使得氧化锆陶瓷也运用在各个工业，像是轴封轴承、切削组件、模具、汽车零件等，甚至可用于人体，像是人工关节当中。

随着工业的发展，这些传统的工艺已经不能满足高科技产品的需求。3D打印快速成型技术是近年来快速发展的一种新型成型工艺，目前该工艺可应用在陶瓷成型中的主要有工艺熔融沉积制造(FDM)、选择性激光烧结技术(SLS)和立体光固化成型(SLA)技术，这些技术的应用结合后续烧结工艺大幅缩短了陶瓷构件的成型周期，解决了传统工艺无法克服的设计尺寸改变或者调整，将需要重新设计并制造模具。

目前SLA成型的氧化锆在脱脂烧结后虽然获得了一定的致密度和抗弯强度，但由于所使用的打印浆料固相含量较低，如果固相含量偏高，则相对应的浆料粘度较高，而无法打印，打印后脱脂烧结过程中试样收缩较大且易产生裂纹等缺陷，导致力学性能不佳，脱脂烧结易变形，不利于试样的精度控制，使其不能在电子和医疗等对精度要求相对较高的领域很好的应用。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高固相含量氧化锆陶瓷膏料及制备方法，及基于其的结构件和制备方法；该膏料的固相含量高，通过其制备的结构件收缩率较小。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高固相含量氧化锆陶瓷膏料的制备方法，包括以下步骤：

S1、混合氧化锆粉末和烧结助剂粉末，制得氧化锆混合粉末；

S2、混合光敏树脂和光引发剂，制得树脂溶液；所述光敏树脂为1,6-己二醇双丙烯酸酯、活性稀释剂和双季戊四醇六丙烯酸酯按照质量比4：(2-3)：(2-3)混合而成的混合物；所述活性稀释剂为二缩丙二醇双丙烯酸酯和/或三缩丙二醇双丙烯酸酯；

S3、球磨制备分散剂粉末；

S4、混合氧化锆混合粉末和分散剂粉末，制得固体粉末，将固体粉末加入至树脂溶液中，然后加入Kos110溶液，球磨并脱泡后，制得高固相含量氧化锆陶瓷膏料。

本发明的进一步改进在于：

优选的，S1中，氧化锆粉末和烧结助剂粉末的混合质量比为94:6。

优选的，S1中，烧结助剂粉末为氧化铝、氧化钇和氧化铪中两种或三种的混合物。

优选的，S1中，烧结助剂粉末为氧化钇和氧化铝按照质量比(20-25)：1混合的粉末。

优选的，S2中，树脂溶液中，光引发剂为光敏树脂质量的0.7-0.8％；光引发剂为苯偶酰双甲醚或二芳基碘鎓盐I-250；光敏树脂中还添加有三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和活性稀释剂的质量比为2:1。