CN115057708B - 一种bcno荧光材料的3d打印成型方法 - Google Patents

一种bcno荧光材料的3d打印成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115057708B
CN115057708B CN202210457723.9A CN202210457723A CN115057708B CN 115057708 B CN115057708 B CN 115057708B CN 202210457723 A CN202210457723 A CN 202210457723A CN 115057708 B CN115057708 B CN 115057708B
Authority
CN
China
Prior art keywords
precursor
bcno
printing
slurry
fluorescent material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210457723.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115057708A (zh
Inventor
葛春华
许凯丽
关宏宇
张向东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Liaoning University
Original Assignee
Liaoning University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Liaoning University filed Critical Liaoning University
Priority to CN202210457723.9A priority Critical patent/CN115057708B/zh
Publication of CN115057708A publication Critical patent/CN115057708A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115057708B publication Critical patent/CN115057708B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/0883—Arsenides; Nitrides; Phosphides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3409—Boron oxide, borates, boric acids, or oxide forming salts thereof, e.g. borax
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6565—Cooling rate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明属于材料领域，公开了一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法。所属方法包括：1)前驱体盐的合成：硼酸和三聚氰胺在水溶液中加热反应得到前驱体盐粉末；2)水基前驱体浆料的配置：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、光引发剂和蒸馏水混合后得到前驱体浆料；3)将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，得到具有设计形状的样品。样品在紫外光下固化得到陶瓷前驱体；4)脱脂烧结：陶瓷前驱体在高温条件下脱脂烧结得到BCNO块体。

Description

一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法。
背景技术
假钞、假证件、假身份证、假药等假货的出现已成为日益严重的问题。为了维护信息安全，保护市场和消费者的合法权益，人们提出了许多信息加密策略。荧光防伪技术是保护正品的常用方法之一。成熟的荧光防伪技术要求具备以下特点：1)所选材料应具有优良的光学特性和稳定性，2)防伪图案或形状具有一定的复杂性，这些特点将增强防伪的不可复制性。BCNO是一种新型的陶瓷类荧光材料，具有合成工艺简单、无毒无害，量子产率高、光致发光波长可调谐等优点，使BCNO在荧光防伪标识等领域有着极其广阔的应用前景。对光学防伪技术需求的不断增加，要求开发一种可以直接将BCNO前驱体转变具有特定形状BCNO的方法。传统方法一般先制备BCNO粉末，接着使用模板法得到BCNO块，或将BCNO粉末与纤维素、聚氨酯等粘合剂混合制成油墨，然后进行打印得到具有复杂形状的BCNO。模板的使用和复杂的制备程序将不可避免地导致生产周期和成本的增加，不利于实际生产。
3D打印技术被发明于1986年，它不需要使用任何模具就可以创建复杂且由客户设计的3D形状。直接墨水书写技术(Direct Ink Writing,DIW)是一种常见的3D打印技术之一，通过添加材料，根据计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)构建具有复杂几何形状的模型，从而可以进行任意复杂3D形状的快速成型，打印同样不受模具的限制，可以随意更改所需样品的形状、尺寸，大大降低了产品的开发成本。已经有很多报道将DIW技术应用于陶瓷块体材料的制备合成，但是在DIW技术与BCNO材料相结合的过程中，适合DIW打印的浆料的配制、浆料的固化、陶瓷前驱体的脱脂烧结条件仍需要重点研究。
发明内容
本发明开发了一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，配制出了适合DIW打印的前驱体浆料，打印机打印后的样品经过光固化处理，在脱脂烧结后得到了具有设计形状的BCNO荧光块体。前驱体浆料的配方可以在一定范围内调节，最终可以得到发射波长可调谐的BCNO材料。
本发明的技术方案如下：一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，包括以下步骤：
步骤一，前驱体盐粉末的合成：先将硼酸和三聚氰胺混合后加入蒸馏水，在加热条件下反应，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末；
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并混合均匀得到前驱体浆料；
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，堆积后的样品经紫外光固化得到具有一定设计形状的BCNO前驱体；
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体进行脱脂烧结，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
优选地，上述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，步骤一中，硼酸与三聚氰胺的摩尔比为3：1。
优选地，上述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，步骤一中，前驱体盐制备的反应条件为：所述的加热条件下反应是在90℃下反应，反应时间为4h。
优选地，上述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，步骤二中，前驱体盐粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的3.2-24.7％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。
优选地，上述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，步骤二中，所述的混合均匀是将前驱体浆料放入球磨机中球磨混合，球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
优选地，上述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，步骤三中，打印时材料流量设为10％，打印速度为100％，打印后样品分别在紫外光下固化10min。
优选地，上述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，步骤四中，脱脂烧结是在500℃–750℃，保温时间为50–300min。
优选地，上述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，步骤四中，脱脂烧结的升温速率均为5℃/min。
优选地，上述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，步骤四中，冷却至室温时，降温速率均为5℃/min。
本发明的有益效果
1)提供一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，配制出适合DIW打印的水基前驱体浆料。
2)前驱体浆料中的原料比可以在一定范围内进行调控。
3)通过调整浆料的原料比与脱脂烧结的烧结温度，可以使BCNO材料的荧光发射波长在446–524nm范围内进行调节。
4)本发明利用DIW打印技术成型，操作简单、生产成本低，适合大规模生产。
5)本发明所用的制备原料廉价易得，绿色环保。
附图说明
图1是实施例8中DIW打印的BCNO样品烧结前(a)、后(b)在可见光下的的照片及BCNO在紫外光下(c)的数码照片。
图2是实施例1、3、5、8中所制备BCNO样品的荧光发射光谱。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本申请作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定的，不能以此限定本申请的保护范围。
实施例1
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的3.2％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至700℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例2
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的6.4％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至700℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例3
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的9.5％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至700℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例4
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的12.6％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，中打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至700℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例5
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的15.7％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至700℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例6
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的18.7％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至700℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例7
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的21.7％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至700℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例8
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的24.7％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至700℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
图1是PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的24.7％时，利用DIW打印技术制备的样品图。其中图1(a)是烧结前陶瓷生胚的照片，图1是在700℃下烧结后的BCNO的样品图，图1(c)是BCNO在紫外光下的数码照片。
实施例9
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的3.2％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至500℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例10
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的3.2％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至600℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例11
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的3.2％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至650℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例12
步骤一，前驱体盐粉末的合成：将硼酸与三聚氰胺按照摩尔比3：1混合并加入蒸馏水，在90℃下反应4h，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末。
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：按照质量分数分别称取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并在球磨机中混合均匀，前驱体粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的3.2％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，打印模型的材料流量设为10％，打印速度为100％，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，形成具有设计形状的样品，样品在紫外光下固化10min得到具有一定设计形状的BCNO前驱体。
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体以5℃/min升温速率升温至750℃，保温200min，以5℃/min降温速率冷却至室温，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料。
实施例13
图2是实例1、3、5、8中制备的BCNO样品的荧光发射光谱，以上实例中只改变浆料中PEG400DA的含量。从图中可以看出，逐渐增加PEG400DA的含量，材料的荧光发射峰位置由446nm红移至524nm，发射峰位置的红移是由BCNO的组成引起的，尤其是碳杂质浓度。本方法的优势在于PEG400DA既可以作为浆料的粘结剂，又可以作为合成BCNO所需要的C源，通过调节浆料中PEG400DA的含量，经打印烧结后，制备的BCNO块体材料的荧光发射峰位置可以在446–524nm内进行调节。

Claims (7)

1.一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，前驱体盐粉末的合成：先将硼酸和三聚氰胺混合后加入蒸馏水，在加热条件下反应，得到的混合溶液冷却至室温，将溶液中析出的白色固体烘干、研磨得到前驱体盐粉末；
步骤二，水基前驱体浆料的配制包括：取前驱体盐粉末、PEG400DA、蒸馏水和光引发剂并混合均匀得到前驱体浆料；
步骤三，将前驱体浆料投入打印机料筒中进行打印，在压力下浆料会从喷嘴处挤出，挤压出的浆料层层堆积，堆积后的样品经紫外光固化得到具有一定设计形状的BCNO前驱体；
步骤四，将BCNO前驱体干燥24小时，将干燥后的BCNO前驱体进行脱脂烧结，得到具有特定设计形状的BCNO块体材料；
步骤一中，硼酸与三聚氰胺的摩尔比为3：1；
步骤二中，前驱体盐粉末的质量分数占前驱体浆料的66.3％，PEG400DA的质量分数占前驱体浆料的3.2-24.7％，光引发剂的质量分数占PEG400DA的3％，其余成分为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，其特征在于，步骤一中，前驱体盐制备的反应条件为：所述的加热条件下反应是在90℃下反应，反应时间为4h。
3.根据权利要求2所述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，其特征在于，步骤二中，所述的混合均匀是将前驱体浆料放入球磨机中球磨混合，球磨时间1-3h，球磨机速率为130-170r/min。
4.根据权利要求3所述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，其特征在于，步骤三中，打印时材料流量设为10％，打印速度为100％，打印后样品分别在紫外光下固化10min。
5.根据权利要求4所述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，其特征在于，步骤四中，脱脂烧结是在500–750℃，保温时间为50–300min。
6.根据权利要求5所述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，其特征在于，步骤四中，脱脂烧结的升温速率均为5℃/min。
7.根据权利要求6所述的一种BCNO荧光材料的3D打印成型方法，其特征在于，步骤四中，冷却至室温时，降温速率均为5℃/min。
CN202210457723.9A 2022-04-28 2022-04-28 一种bcno荧光材料的3d打印成型方法 Active CN115057708B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210457723.9A CN115057708B (zh) 2022-04-28 2022-04-28 一种bcno荧光材料的3d打印成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210457723.9A CN115057708B (zh) 2022-04-28 2022-04-28 一种bcno荧光材料的3d打印成型方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115057708A CN115057708A (zh) 2022-09-16
CN115057708B true CN115057708B (zh) 2023-04-07

Family

ID=83196652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210457723.9A Active CN115057708B (zh) 2022-04-28 2022-04-28 一种bcno荧光材料的3d打印成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115057708B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111548137A (zh) * 2020-04-10 2020-08-18 深圳大学 一种陶瓷前驱体浆料及多孔陶瓷件的3d打印反应成形方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011014010A2 (ko) * 2009-07-28 2011-02-03 성균관대학교산학협력단 산질화물계 형광체 분말, 질화물계 형광체 분말, 및 이들의 제조 방법
KR20140093377A (ko) * 2013-01-16 2014-07-28 주식회사 효성 전계 발광 조성물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전계 발광 장치
CN103130233B (zh) * 2013-03-26 2014-09-17 河北工业大学 一种宽激发和发射光谱bcno荧光粉的制备方法
CN104399986B (zh) * 2014-05-31 2016-09-07 福州大学 一种用于制备贱金属及其合金构件的3d打印方法
CN104449695B (zh) * 2014-12-02 2016-06-22 河北工业大学 一种红光发射bcno荧光粉的制备方法
CN106829990B (zh) * 2017-04-14 2019-04-16 中国科学院福建物质结构研究所 一种bcno材料、其制备方法及其在荧光材料中的应用
JP7538513B2 (ja) * 2020-02-28 2024-08-22 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Ｂｃｎ被膜又はｂｃｎｏ被膜を有する被覆材並びにそれらの製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111548137A (zh) * 2020-04-10 2020-08-18 深圳大学 一种陶瓷前驱体浆料及多孔陶瓷件的3d打印反应成形方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115057708A (zh) 2022-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106495670B (zh) 用于光固化陶瓷3d打印的胶粘剂、其制备方法和应用
CN104446457A (zh) 一种改性氧化锆陶瓷材料及其应用
CN100491285C (zh) 一种氧化铝陶瓷及其制备方法
CN104961461A (zh) 一种氧化锆陶瓷手机后盖的制备方法
CN109761615B (zh) 一种光固化氮化铝陶瓷浆料及氮化铝陶瓷的制备方法
CN106833113A (zh) 适用于玻璃热弯成型的油墨及在手机中的应用
CN105777076B (zh) 一种以废陶瓷为主料生产精细陶瓷产品的方法
CN103553632B (zh) 一种致密化氮化硅陶瓷材料的制备方法
CN110668813A (zh) 一种纳米氧化锆造粒粉末的制备方法
CN115057708B (zh) 一种bcno荧光材料的3d打印成型方法
CN112159226A (zh) 一种光固化氧化锆陶瓷浆料及其制备方法与应用
CN107377976A (zh) 金属料浆3d打印无模凝胶成形方法
CN101497132B (zh) 金属粉非水基流延料浆的制备方法
CN109535333A (zh) 一种光敏树脂及其制备方法和陶瓷浆料、3d打印制品
CN110803919A (zh) 一种3d打印用陶瓷粉末及其制备方法
CN109622970A (zh) 一种铁基毛坯件的制备方法及机械零部件
CN110126052A (zh) 一种高强度、高稳定性木塑复合板及其制作方法
CN101407653A (zh) 汽车用底色漆中黑浆的制造方法
CN110370176B (zh) 一种复合结合剂及其制备方法、聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法和应用
CN112430321B (zh) 一种粉末尼龙制备装置、制备方法及粉末尼龙
CN108840675A (zh) 一种氧化锆陶瓷手机后盖的制备方法
CN112980237B (zh) 用于制作可塑性强的宣传标识产品及其36d晶雕工艺
CN112500156B (zh) 一种蓝色氧化锆陶瓷及制备方法
CN112048218A (zh) 一种光致显色防伪水性油墨及其制备方法
CN110804309A (zh) 一种3d打印高分子粉末材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant