[发明专利]一种光固化碳化硅陶瓷浆料及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种光固化碳化硅陶瓷浆料及其制备方法与应用，属于功能陶瓷领域。本发明提供的碳化硅陶瓷浆料由改性丙烯酸酯、碳化硅粉末、稀释剂、表面改性剂、分散剂、光引发剂按照质量比20‑40:10‑70:10‑30:1‑10:1‑10:1‑6混合制得；稀释剂为1，6‑已二醇双丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或者几种任意比例的混合；表面改性剂为KH550和KH570中的一种或者几种任意比例的混合；分散剂为KOS110和KOS190中的一种或者几种；光引发剂为TPO。

技术领域

本发明涉及功能陶瓷领域，尤其涉及一种光固化碳化硅陶瓷浆料及其制备方法与应用。

背景技术

SiC陶瓷不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的。但是在高致密、高硬度的形状复杂陶瓷异形件，由于陶瓷本身的脆性，加上制备的复杂模具增加了生产成本和周期，制约了它的发展。

增材制造技术将传统的“去除”和“等体积”制造变化为“增加”制造，具有开发周期短、不需模具、成本低等许多优势。它是基于分层-叠加原理，首先在三维造型软件中生成零件的三维模型，然后对其进行切片处理，把每层的信息输入到制造装备，通过材料的逐层堆积获得最终任意复杂的三维实体零件。其中，光固化技术以制备复杂、致密的陶瓷而成为研究热点。SLA技术是以光敏树脂为原料，紫外光源根据三维模型的截面信息对液态光敏树脂进行扫描，实现单层固化。然后，工作台下降一个层厚的高度，进而得到陶瓷零件。由于SLA技术具有制造精度高(±0.1mm)、表面质量好、能够制造精细零件的优点，它已成功应用于医学与生物领域(如牙齿和骨骼修复)、微技术领域(如传感器、压电元件及光子晶体)及机械耐热结构领域(如涡轮叶片)等。

然而，目前国内外在高精度碳化硅SLA成型技术方面的研究刚刚起步，尽管光固化已经成形出复杂、致密的氧化物陶瓷。而对于非氧化物陶瓷还没有展开系统的研究。尤其是碳化硅陶瓷目前还没有展开系统的研究，陶瓷浆料的难以成型，严重制约了高密度、高性能的复杂型陶瓷零件的成型。本发明提供的高精度光固化碳化硅结构陶瓷成型和烧结的制备方法。

本发明通过成份的调控，成形出了复杂、结构的碳化硅陶瓷，解决了陶瓷本身收缩率大、致密度低的问题。得到的高精度、高性能的陶瓷产品，使其能够更好地应用于航天事业、医疗和工业领域。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于通过调控各组份的成分，制备出了一有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光固化碳化硅陶瓷浆料及其制备方法与应用，本发明提供的光固化碳化硅陶瓷浆料性能稳定，在光固化成型时，成型过程稳定，得到的碳化硅陶瓷性能稳定。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光固化碳化硅陶瓷陶瓷浆料，包括以下重量份数的组分：改性丙烯酸酯(WUA)、碳化硅粉末、稀释剂、分散剂、光引发剂按照质量比20-40:10-70:10-30:1-10:1-6混合制得。

优选地，所述碳化硅粉末的粒径为100-800nm。

优选地，稀释剂为1，6-已二醇双丙烯酸酯(HDDA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的一种或者几种任意比例的混合。

优选地，分散剂为KOS110和KOS190中的一种或者几种任意比例的混合。

优选地，所述光引发剂为TPO组成。

在本发明中，所述碳化硅陶瓷粉末的粒径优选为100-800nm，更优选为400-600nm。本发明对所述碳化硅粉末的来源没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。

本发明还提供了上述技术方案所述光固化碳化硅陶瓷浆料的制备方法，包括以下步骤：