[发明专利]一种基于先驱体转化法制备多孔陶瓷的高通量直写装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于先驱体转化法制备多孔陶瓷的高通量直写装置和方法，所述装置包括储料装置、流量控制装置、计算机控制装置、连接装置、混合装置，其中：所述储料装置为用于储存先驱体溶液；所述连接装置一端连接储料装置，另一端连接混合装置，将先驱体溶液由储料装置送入所述混合装置，所述混合装置的一端通过连接装置连接储料装置，另一端为出料口；所述流量控制装置用于分别控制输入所述储料装置中的各先驱体溶液的流量；所述计算机控制装置控制出料的位置和时间以及出料口的移动轨迹。基于该高通量直写设备的直写方法，实现了不同成分先驱体溶液的高通量方法制备，可以快速地进行先驱体、填料等对多孔陶瓷性能影响的研究。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种基于先驱体转化法制备多孔陶瓷的高通量直写装置和方法。

背景技术

高通量材料制备技术将传统的顺序迭代方法改为并行处理，可在短时间内完成大量样品的制备，正发展成为高效地获得材料成分-结构-工艺-性能关系所必需的实验工具。

直写成型是一种施加压力使流体从出料口挤出成型的增材制造方法，该方法优势是可以自由选择材料、成本低，制造周期短，可以快速制备产品。

多孔陶瓷具有很好的化学稳定性、较低的热传导率等优良特性,被广泛应用于气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料、传感器材料、生物植入材料、特种墙体材料和传感器材料等多方面。

聚合物先驱体转化法制备陶瓷是一项制备多孔陶瓷的方法，该方法涉及化学合成先驱体低聚物或聚合物、固化成型、热裂解转化为陶瓷等过程，集合了分子的可设计性、良好的工艺性、可低温陶瓷化和陶瓷材料的可加工性等众多优点。该方法中，使用不同种类、含量的聚合物先驱体或在先驱体中添加不同种类、含量的填料对产品的性能影响很大。对这些性能影响因素进行研究时，需要花费大量时间。当进行先驱体转化制备多孔陶瓷实验时引入高通量材料制备技术，可以快速的探究各种因素对多孔陶瓷性能的影响，大大节约实验时间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于先驱体转化法制备多孔陶瓷的高通量直写装置和方法，可以快速地制备大于100种不同成分的陶瓷先驱体溶液的技术问题，以便研究先驱体种类、含量以及填料的种类、含量等对多孔陶瓷性能的影响。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

本发明一种基于先驱体转化法高通量制备多孔陶瓷的装置，包括储料装置、流量控制装置、计算机控制装置、连接装置、混合装置，其中：所述储料装置为用于储存先驱体溶液；所述连接装置一端连接储料装置，另一端连接混合装置，将先驱体溶液由储料装置送入所述混合装置，所述混合装置的一端通过连接装置连接储料装置，另一端为出料口；所述流量控制装置用于分别控制输入所述储料装置中的各先驱体溶液的流量；

所述计算机控制装置控制出料的位置和时间以及出料口的移动轨迹。

作为上述技术方案的改进，所述储料装置包含若干组，混合装置包含若干个，任意一组储料装置包含1～3个储料罐，所述一组储料装置与一个混合装置相连。

作为上述技术方案的改进，所述储料装置可拆卸地与所述混合装置连接。

作为上述技术方案的改进，所述流量控制装置包括若干个流量控制器，一个所述流量控制器控制多个储料装置的流量，每个储料装置的流量相同。

作为上述技术方案的进一步改进，使用螺杆驱动储料装置中的先驱体溶液流出。

本发明一种基于先驱体转化法高通量制备多孔陶瓷的方法，包括如下步骤：