[发明专利]一种陶瓷金属粉体及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种陶瓷金属粉体及其制备方法与应用，属于3D打印技术领域。该制备方法包括以下步骤：混合纳米陶瓷粉体悬浮液与金属粉末悬浮液以使纳米陶瓷粉体均匀粘附于金属粉末的表面。通过将纳米陶瓷粉体和金属粉末设置成悬浮液形式再混合，能有效使纳米相均匀粘附于金属粉体表面，在不改变金属粉体形貌、粒度和流动性的特性的同时，实现在选区激光熔融成形过程中纳米相均匀分布、减少裂纹、应力集中以及无偏析等。并且，该方法能够解决目前开发适用于SLM技术的新材料周期长、成本高的缺点。由此方法制得的陶瓷金属粉体流动性好、球形度高，尤其适用于选区激光熔融技术。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体而言，涉及一种陶瓷金属粉体及其制备方法与应用。

背景技术

陶瓷/金属复合材料具有金属材料优良的延展性、导电性和导热性，同时还具备陶瓷材料的高硬度和耐磨性，其制品广泛应用于航空航天、能源、汽车和机电等各个领域，并带来了巨大的经济效益。随着工业技术大发展进步，对复合材料结构与性能的要求越来越苛刻，传统的成形技术已无法满足。选区激光熔融技术(SLM)是目前应用最广泛的金属3D打印技术，具有尺寸精度高、表面质量好、成形件性能优异等特点，目前受到了国内外广泛关注与研究。

但是由于适用于SLM技术的陶瓷/金属复合粉体流动性、球形度要求高，制造成本高，限制了SLM增材制造技术及其陶瓷/金属制品的应用，尤其是焊接性能较差的金属合金，SLM成形过程中通常为了避免热裂纹的差生需要添加一些可焊接性的金属及其合金，而开发适用于SLM技术的新型金属合金周期长，成本高，进一步限制了SLM增材制造技术的应用。因此为了适应现代化工业制造及高端应用的发展，研发一种适用于SLM技术的陶瓷/金属粉体及其制备方法具有重要意义。

适用于SLM技术的陶瓷/金属粉体的传统制备方法有气雾化方法、喷雾造粒法等。

气雾化制粉技术是利用高速气流作用于熔融液流，是气体动能转化为熔体表面能，进而形成细小的液滴并凝固成粉末颗粒。该技术制备的粉体流动性好、球形度高、氧含量低，但是成本高，不适合用于新产品开发。

喷雾造粒法是将液体物料向逆流或并流的气流中喷雾，在液滴与气间进行热量与物质传递而制得球状粒子的方法。制得的粉料通常为球形、流动性好、含水率少，但在某些情况下，制得的颗粒会产生方形、环形、空心球等。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陶瓷金属粉体及其制备方法与应用，以解决以上技术问题。

本申请是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种陶瓷金属粉体的制备方法，包括以下步骤：混合纳米陶瓷粉体悬浮液与金属粉末悬浮液以使纳米陶瓷粉体均匀粘附于金属粉末的表面。

在可选的实施方式中，纳米陶瓷粉体悬浮液的制备包括：将纳米陶瓷粉与第一有机溶剂混合。

在可选的实施方式中，纳米陶瓷粉体的原料包括氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷中的至少一种。

在可选的实施方式中，非氧化物陶瓷包括TiB₂、TiC、SiC、Si₃N₄、AlN和碳纳米管中的至少一种。

在可选的实施方式中，氧化物陶瓷包括氧化铝、氧化锆、Y₂O₃以及La₂O₃中的至少一种。

在可选的实施方式中，纳米陶瓷粉体的粒径大于0且不超过100nm。

在可选的实施方式中，纳米陶瓷粉与第一有机溶剂的体积比为1-25：100。

在可选的实施方式中，第一有机溶剂为乙醇或乙醇水溶液。