CN115536401A - 一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷及其制备方法 - Google Patents

一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷及其制备方法，制备方法包括：将陶瓷粉末、光敏树脂和添加剂混合得到打印浆料，将打印浆料按照预先设计的结构模型进行光固化成形，获得陶瓷素坯；排出陶瓷素坯中的光敏树脂和添加剂，得到纯坯体；将纯坯体置于模具内，用陶瓷粉末掩埋，然后对内置纯坯体的模具进行放电等离子烧结，得到陶瓷零件。用陶瓷粉末掩埋，便于热传导，将对坯体置于模具，使得坯体在烧结的过程中一直保持其本征结构，放电等离子烧结过程中等离子体在颗粒间形成的均匀焦耳热有利于陶瓷的固相或者液相烧结，坯体内快速、均匀地发生相变。最终产物内部晶粒细小，组织均匀致密，结构稳定，力学性能得以提升。

Description

一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于光固化成型相关技术领域，更具体地，涉及一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷及其制备方法。
背景技术
陶瓷材料是天然或者合成化合物经过固相烧结和液相烧结制备而成的无机非金属化合物，具有很多独特的功能。在机械性能方面具有高强度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损等优异的性能；在电性能方面具有绝缘性、压电性能、半导体性等优势；在生物方面，具有生物相容性，可作为生物结构材料。因此陶瓷被广泛应用于国防、航空航天、机械、冶金、电子、生物等领域。随着生产应用的要求越来越高，陶瓷零件形状的要求也越来越高。但由于陶瓷具有高强度、高硬度、易脆的特点，复杂结构陶瓷零件的加工制造会十分困难，因此，成形方法是决定陶瓷应用和发展的重要因素。
为解决这种困难，突破材料与结构限制的增材制造技术应运而生。其中，光固化成形技术具有成形速度快、成形精度高、材料耗损低的特点，利用光固化成形技术来成形复杂结构的陶瓷拥有巨大的前景。目前陶瓷坯体的烧结方式主要包括为无压烧结、热压烧结、热等静压烧结等。但是这些烧结方式都存在着烧结温度高、烧结时间长的缺点，且在烧结光固化成形技术的陶瓷的过程中，坯体的温度分布不均匀，导致晶粒的变化不均匀、同时，升温和降温时坯体内部存在强热应力，冷却完成的陶瓷零件会发生严重的翘曲变形；并且微观下易存在缺陷、组织难以致密化，因此其力学性能还有很大的提升空间。
由此可见，现有光固化成形陶瓷技术微观上存在晶粒变化不均匀、组织难以致密化的缺陷，宏观上存在翘曲变形且力学性能不佳的技术问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷及其制备方法，由此解决现有光固化成形陶瓷技术微观上存在晶粒变化不均匀、组织难以致密化的缺陷，宏观上存在翘曲变形且力学性能不佳的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
(1)将陶瓷粉末、光敏树脂和添加剂混合得到打印浆料，将打印浆料按照预先设计的结构模型进行光固化成形，获得陶瓷素坯；
(2)排出陶瓷素坯中的光敏树脂和添加剂，得到纯坯体；
(3)将纯坯体置于模具内，用陶瓷粉末掩埋，然后对内置纯坯体的模具进行放电等离子烧结，得到陶瓷零件。
进一步地，所述步骤(1)中陶瓷粉末为Si3N4粉末时，在步骤(3)中使用β型Si3N4粉末掩埋，在氮气气氛下进行放电等离子烧结。
所述步骤(1)中陶瓷粉末为Si3N4粉末时，在打印浆料中还需要添加Al2O3、Y2O3粉末。
进一步地，所述步骤(1)中陶瓷粉末为Al2O3粉末时，在步骤(3)中使用Al2O3粉末掩埋，在真空环境下进行放电等离子烧结。
进一步地，所述步骤(1)中陶瓷粉末为生物玻璃粉末时，在步骤(3)中使用Al2O3粉末掩埋，在真空环境下进行放电等离子烧结。
进一步地，所述步骤(1)中陶瓷粉末的粒径小于步骤(3)陶瓷粉末的粒径。步骤(1)中陶瓷粉末的粒径为1微米-10微米，步骤(3)陶瓷粉末的粒径大于30微米，例如，用于掩埋的β型Si3N4粉末的粒径为40微米。掩埋的粒径较大是因为粗粉的透气性更好，并且粗粉的活性会更低，不会粘连在陶瓷上。
进一步地，陶瓷粉末为Si3N4粉末时，所述放电等离子烧结时先升温后降温至室温，升温速率为50～100℃/min，烧结温度为1600～1800℃，烧结时间为5～20min，降温速度为20～500℃/min。可选择性地在1400-1600℃进行预保温，保温时间为10～20min。烧结时间也可以是10～20min。
陶瓷粉末为Al2O3粉末时，烧结温度为1400～1600℃；陶瓷粉末为生物玻璃粉末时，烧结温度为1100～1200℃。
进一步地，所述模具为具有T型压头的石墨模具。
进一步地，所述模具外侧具有测温孔，将模具放进放电等离子烧结炉中，施加机械压力压紧模具，并用红外测温仪对准模具的测温孔，以实时监控烧结温度。放电等离子烧结炉施加的机械压力为3-10kN。模具为空心圆柱体，内径15～30mm，外径35～50mm，高度40～60mm，测温孔位于外侧中心处，直径1-2mm，深度5～10mm。
进一步地，陶瓷粉末为Si3N4粉末时，所述步骤(2)包括：
先在气氛炉中对陶瓷素坯进行脱脂处理，后在排胶炉中空气气氛下对陶瓷素坯进行排碳处理，得到纯坯体。
陶瓷粉末为Al2O3粉末或生物玻璃粉末时，在气氛炉中对陶瓷素坯进行脱脂处理。
光敏树脂为光固化树脂单体和/或其预聚物，包括1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙烯酸丙烷三甲醇酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的任意一种或两种以上的混合物。
添加剂包括：光引发剂、离型剂、除泡剂。
按照本发明的另一方面，提供了一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷，所述陶瓷通过一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法制备得到。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)传统烧结方法制备的光固化成形陶瓷的力学性能较低，难以满足生产生活要求。将纯坯体置于模具内，用陶瓷粉末掩埋，便于热传导，对内置纯坯体的模具进行放电等离子烧结，使荷载加载在模具上而非作用在具有复杂结构的坯体上，坯体在烧结的过程中一直保持其本征复杂结构而不会被破坏。放电等离子烧结过程中等离子体在颗粒间形成的均匀焦耳热有利于陶瓷的固相或者液相烧结，坯体内快速、均匀地发生相变，并且微观组织均匀向内收缩，使得坯体的宏观复杂结构不变形。由此制得的产物内部晶粒更细小，组织更均匀、致密，结构更稳定，力学性能得以提升，改善了光固化成形陶瓷零件的微观缺陷和宏观翘曲变形。
(2)由于Si3N4陶瓷具有高强度、高硬度的特点，复杂结构Si3N4陶瓷零件的加工制造会十分困难，但是在烧结光固化成形技术的Si3N4陶瓷的过程中，坯体的温度分布不均匀，导致坯体内部存在强热应力，冷却完成的陶瓷零件会发生严重的翘曲变形；并且微观组织易存在缺陷、难以致密化。本发明通过光固化成形技术来打印复杂内部结构的坯体，再通过放电等离子技术活化Si3N4表面，降低烧结温度；而且火花放电产生的等离子体均匀加热颗粒，在焦耳热的作用下，烧结助剂Al2O3、Y2O3与Si3N4表面少量的SiO2形成液相，促进颗粒重排，坯体内α型Si3N4快速、均匀地向棒状β型Si3N4转变，形成晶粒细小、组织均匀的陶瓷件；采用没有杂质β氮化硅埋粉的原因是可以在保证热传导效果的同时不给坯体造成污染，也不会粘接在坯体上。同时，烧结过程保持在氮气气氛下，防止Si3N4在高温下分解成Si单质。最终，整个微观组织均匀、快速向内收缩，从而在不破坏宏观复杂结构的前提下形成致密高性能的Si3N4陶瓷，由此来进一步提升光固化成形技术产品性能。
(3)在烧结氧化铝陶瓷时，使用氧化铝粉末进行掩埋，可以保证热传导效果，同时不会给坯体造成污染，如果不埋粉的话，烧结效果不好。在烧结生物陶瓷时，使用煅烧过后的氧化铝粉末进行掩埋，煅烧过后的氧化铝没有活性，不会与生物玻璃反应，不会给坯体造成污染。对于氧化铝陶瓷和生物陶瓷，在真空环境下进行放电等离子烧结即可。掩埋用的陶瓷粉末粒径大于打印浆料中的陶瓷粉末粒径，是因为烧结时，粒径大透气性好且活性差。
(4)现有技术使用放电等离子烧结之前常常进行预烧，但是经过大量实验证明在放电等离子烧结技术的Z轴压力下，预烧过后的光固化样品在高温下会溃散。并且预烧会降低样品粉体的活性，从而会影响到后续烧结的效果，如果预烧获得强度再进行放电等离子烧结，因为陶瓷粉末在预烧之后就会部分成瓷或颗粒长大，但是其颗粒表面会降低活性，然后再升高烧结的话，失去活性的陶瓷颗粒可能就成不了瓷。而本发明在进行放电等离子烧结之前没有进行预烧，直接使用放电等离子烧结，在烧结过程中，放电等离子技术可活化陶瓷颗粒表面，降低烧结温度，再利用脉冲能、焦耳热产生的瞬时高温场完成烧结，之后控制温度缓慢冷却至室温，即得到具有高性能的陶瓷零件。且本发明针对不同的陶瓷粉末，设计不同的烧结温度，以使每种陶瓷的烧结效果达到最优。
(5)放电等离子烧结技术机械加压的特点导致其无法烧结宏观复杂结构的零件，从而限制了SPS(放电等离子烧结)与3D打印领域的结合与发展。一般放电等离子烧结技术，使用的压头是圆柱，压的时候机器施加在压头上，压头向下移动施加压力在样品上，但是T型模具下压之后，因为限制了其继续下压，所以并不会施加压力在样品上。本发明中放电等离子烧结技术采用的模具压头形状为T型，可以使SPS设备的荷载加载在模具上而非作用在具有复杂结构的坯体上，坯体在烧结的过程中一直保持其本征复杂结构而不会被破坏，突破了放电等离子烧结技术只能烧结粉体或者部分高强度块体的局限性，实现了放电等离子烧结技术烧结3D打印成型的宏观复杂结构坯体。本发明模具外侧具有测温孔，可以在烧结过程中实时监控烧结温度，保证烧结过程温度可控，最终形成力学性能优良的产品。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的模具的模腔示意图；
图3是本发明实施例提供的T型压头示意图；
图4是本发明实施例一提供的Si3N4陶瓷的X射线衍射图；
图5中(a)是本发明实施例一提供的Si3N4陶瓷的50微米的SEM图；
图5中(b)是本发明实施例一提供的Si3N4陶瓷的4微米的SEM图；
图6是本发明实施例二提供的Si3N4陶瓷的抗弯强度的测试图；
图7是本发明实施例四提供的Si3N4陶瓷的抗弯强度的测试图；
图8是本发明实施例五所获得的具有极小曲面结构的生物陶瓷零件；
图9是本发明实施例六所获得的具有极小曲面结构的Al2O3陶瓷零件的抗压强度图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
(1)将陶瓷粉末、光敏树脂和添加剂混合得到打印浆料，将打印浆料按照预先设计的结构模型进行光固化成形，获得陶瓷素坯；
(2)排出陶瓷素坯中的光敏树脂和添加剂，得到纯坯体；
(3)将纯坯体置于模具内，用陶瓷粉末掩埋，然后对内置纯坯体的模具进行放电等离子烧结，得到陶瓷零件。
本发明使放电等离子烧结技术烧结光固化成形的宏观复杂结构的坯体成为了现实。放电等离子烧结技术机械加压的特点导致其无法烧结宏观复杂结构的零件，从而限制了SPS与3D打印领域的结合与发展。而本发明中放电等离子烧结技术采用的如图2所示的模具，其压头形状为T型，如图3所示，可以使SPS设备的荷载加载在模具上而非作用在具有复杂结构的坯体上，坯体在烧结的过程中一直保持其本征复杂结构而不会被破坏，突破了放电等离子烧结技术只能烧结粉体或者部分高强度块体的局限性，实现了放电等离子烧结技术烧结3D打印成型的宏观复杂结构坯体。
SPS模具为内径15～30mm，外径35～50mm，高度40～60mm，测温孔位于外侧中心处，直径2mm，深度5～10mm。T型压头为一个小圆柱和一个大圆柱组成，小圆柱高为5～8mm，直径为模具的内径-a，0＜a＜1mm，大圆柱的高为8～12mm，小圆柱的直径＜大圆柱的直径≤模具外径。
在正式进行打印之前，应通过magics软件设计具有复杂结构的模型，并可直接在设计软件中修改模型的尺寸，使其满足放电等离子技术模具的要求。
下面结合几个具体地实施例，来对本发明的上述方法及制备得到的产品进行更为详细的介绍。
实施例一：
1.使用Magics三维建模软件设计出能够进行抗弯检测的模型，模型的尺寸为40×4×4mm。
2.配置Si3N4陶瓷溶剂：以质量比3：1称取1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP3EOTA)，总质量为14.42g，用玻璃棒搅拌均匀后超声1～2分钟，之后加入粉末质量0.5％的离型剂rad2500，占树脂质量3％的光引发剂TPO。放置在公自传真空搅拌脱泡机以1000r/min搅拌10s，再以2500r/min搅拌5min，最后以1000r/min搅拌10s，使光引发剂均匀混合。
3.配置Si3N4陶瓷浆料：称取5μm球形造孔剂PMMA质量4.5g加入溶剂中放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌3min；然后称取微米Al2O3质量1.5g、微米Y2O3质量1.5g加入溶剂中放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌3min；最后称取Si3N4粉末质量27g加入溶剂中，并加入少量球磨珠放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌10min，得到低粘度的陶瓷浆料。
4.将设计好的模型导入到打印机中，调整曝光功率后进行打印，打印层厚25微米。
5.使用酒精清理打印完成后的素坯，并将素坯放置在箱式气氛炉中在氩气的环境下进行脱脂。脱脂工艺是从室温5℃/min的升温速率升温到200℃，保温2h；0.1～0.5℃/min到278℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到330℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到405℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到550℃，保温1h～2h；然后在排胶炉中空气气氛下排碳。排碳工艺为温度从室温5℃/min的升温速率升温到400℃，保温2h；3℃/min到550℃，保温1h～2h，随炉冷却；得到具有原本复杂结构的坯体。
6.将坯体放入具有T型压头的石墨模具中，并用β型Si3N4粗粉掩埋，然后在放电等离子烧结炉中进行氮气气氛烧结，烧结温度为1650℃，烧结速度为100℃/min，烧结时间为5min。烧结完成之后控制电流让样品以50℃/min降温至1500℃，再随炉水冷到常温，得到具有高性能的多孔陶瓷零件。
本发明采用三点抗弯强度法，抗弯强度达到97MPa。
如图4所示，在1650℃保温5min中后，xrd显示样品的物相主要包括β-Si3N4，证明了用放电等离子烧结技术的确能够实现光固化成形坯体中的α-Si3N4向β-Si3N4的转化。β-Si3N4是一种柱状六方棒状晶体，可能会形成互锁的微结构，从而拥有较高的断裂韧性，对Si3N4陶瓷的性能十分有利。但从xrd图中可知，烧结的陶瓷还残留了一部分的α-Si3N4，这是烧结温度不够或烧结时间不充足造成的。所以优选地，本发明烧结温度为1650～1800℃，烧结时间为10～20min。
Si3N4陶瓷是一种重要的结构陶瓷材料，具有高强度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损等优异的性能。因此Si3N4陶瓷被广泛应用于国防、航空航天、机械、冶金、电子、生物等领域。随着生产应用的要求越来越高，陶瓷零件形状的要求也越来越高。但由于Si3N4陶瓷具有高强度、高硬度的特点，复杂结构Si3N4陶瓷零件的加工制造会十分困难，因此，成形方法是决定Si3N4陶瓷应用和发展的重要因素。
为解决这种困难，突破材料与结构限制的增材制造技术应运而生。其中，光固化成形技术具有成形速度快、成形精度高、材料耗损低的特点，利用光固化成形技术来成形复杂结构的Si3N4陶瓷拥有巨大的前景。目前Si3N4陶瓷坯体的烧结方式主要包括为无压烧结、热压烧结、热等静压烧结等。这些烧结方式都是通过烧结助剂形成液相来实现致密烧结，但是在烧结光固化成形技术的Si3N4陶瓷的过程中，坯体的温度分布不均匀，导致坯体内部存在强热应力，冷却完成的陶瓷零件会发生严重的翘曲变形；并且微观组织易存在缺陷、难以致密化，因此其力学性能还有很大的提升空间。
实施例一所获得的Si3N4陶瓷的扫描电镜(SEM)，从图5中(a)可以看出，球形造孔剂在坯体中留下的闭孔经过SPS烧结过后球形度仍十分完整，证明微观组织均匀的向内部收缩，也解释了宏观陶瓷不会发生变形的现象。从5中图(b)可以明显的看出晶粒细小、组织均匀的棒状β型Si3N4晶体。证明等离子体会在颗粒间产生均匀的焦耳热，坯体内α型Si3N4快速、均匀地向棒状β型Si3N4转变，改善了光固化成形Si3N4零件的微观缺陷和宏观翘曲变形。
实施例二：
1.同实施例一的步骤1。
2.配置Si3N4陶瓷溶剂：以质量比2：1称取1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，总质量为14.42g，用玻璃棒搅拌均匀后超声3～5分钟，之后加入粉末质量0.5％的离型剂rad2500，占树脂质量4％的光引发剂TPO。放置在公自传真空搅拌脱泡机以1000r/min搅拌10s，再以2500r/min搅拌10min，最后以1000r/min搅拌10s，使光引发剂均匀混合。
3.配置Si3N4陶瓷浆料：称取3μm球形造孔剂PS质量1.5g加入溶剂中放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌3min；然后称取微米Al2O3质量2g、微米Y2O3质量1g加入溶剂中放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌3min；最后称取Si3N4粉末质量27g加入溶剂中，并加入少量球磨珠放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌20min，得到低粘度的陶瓷浆料。
4.同实施例一的步骤4。
5.同实施例一的步骤5。
6.将坯体放入具有T型压头的石墨模具中，并用β型Si3N4粗粉掩埋，然后在放电等离子烧结炉中进行氮气气氛烧结，升温速率为50℃/min烧结温度为1700℃，保温10分钟。烧结完成之后随炉水冷至室温，即得到具有高性能的多孔陶瓷零件。
如图6所示，本发明采用三点抗弯强度法，抗弯强度达到118MPa。
实施例三：
1.同实施例一的步骤1。
2.配置Si3N4陶瓷溶剂：以质量比3∶1称取1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP3EOTA)，总质量为14.42g，用玻璃棒搅拌均匀后超声1～2分钟，之后加入粉末质量1％的离型剂rad2500，占树脂质量5％的光引发剂TPO。放置在公自传真空搅拌脱泡机以1000r/min搅拌10s，再以2500r/min搅拌5min，最后以1000r/min搅拌10s，使光引发剂均匀混合。
3.配置Si3N4陶瓷浆料：称取10μm球形造孔剂PMMA质量2.25g加入溶剂中放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌3min；然后称取微米Al2O3质量1g、微米Y2O3质量2g加入溶剂中放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌3min；最后称取Si3N4粉末质量27g加入溶剂中，并加入少量球磨珠放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌10min，得到低粘度的陶瓷浆料。
4.同实施例一的步骤4。
5.同实施例一的步骤5。
6.将坯体放入具有T型压头的石墨模具中，并用β型Si3N4粗粉掩埋，然后在放电等离子烧结炉中进行氮气气氛烧结，升温速率为100℃/min，烧结温度为1700℃，保温15分钟。烧结完成之后控制电流让样品以50℃/min降温至1500℃，再随炉冷却到常温，得到具有高性能的多孔陶瓷零件。
本发明采用三点抗弯强度法，抗弯强度达到141MPa。
实施例四：
1.同实施例一的步骤1。
2.同实施例三的步骤2。
3.配置Si3N4陶瓷浆料：称取8μm球形造孔剂PS质量3g加入溶剂中放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌3min；然后称取微米Al2O3质量2.5g、微米Y2O3质量0.5g加入溶剂中放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌3min；最后称取Si3N4粉末质量27g加入溶剂中，并加入少量球磨珠放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌20min，得到低粘度的陶瓷浆料。
4.同实施例一的步骤4。
5.同实施例一的步骤5。
6.将坯体放入具有T型压头的石墨模具中，并用β型Si3N4粗粉掩埋，然后在放电等离子烧结炉中进行氮气气氛烧结，升温速率为50℃/min，在1600℃保温10min后，升温至1750℃，保温20分钟。烧结完成之后控制电流让样品以20℃/min降温至1500℃，再随炉冷却到常温，得到具有高性能的多孔陶瓷零件。
如图7所示，本发明采用三点抗弯强度法，抗弯强度达到174MPa。
图6是实施例二所获得的多孔Si3N4陶瓷抗弯强度的测试数据，在光固化成形Si3N4陶瓷的过程中添加了大量球形造孔剂，这些造孔剂最终会在Si3N4陶瓷形成大量闭孔，从而会降低其抗弯强度。但是用SPS技术在1700℃保温10min中后，Si3N4陶瓷的抗弯强度仍达到118MPa。
图7是实施例四所获得的多孔Si3N4陶瓷抗弯强度的测试数据，实施例四的造孔剂含量远高于实施例二。原则上，Si3N4陶瓷闭孔数目增加，则抗弯强度降低。然而由于在1750℃，保温20分钟，即随着烧结温度和烧结时间的增加，即使Si3N4陶瓷闭孔数目增加，抗弯强度还是可以再进一步提高，到达174MPa左右。若能达到1800℃，Si3N4陶瓷的抗弯强度应该更高。SPS烧结光固化多孔Si3N4陶瓷的强度高于无压烧结光固化致密Si3N4陶瓷。
实施例五：
1.使用Magics三维建模软件通过阵列等操作打印出孔隙率为50％的极小曲面点阵结构。
2.配置生物陶瓷溶剂：以质量比3∶1称取1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP3EOTA)，总质量为17.05g，用玻璃棒搅拌均匀后超声1～2分钟，之后加入粉末质量1％的离型剂rad2500，占树脂质量0.5％的光引发剂TPO。放置在公自传真空搅拌脱泡机以1000r/min搅拌10s，再以2500r/min搅拌5min，最后以1000r/min搅拌10s，使光引发剂均匀混合。
3.配置生物陶瓷浆料：将质量比为24∶16∶1的HA粉末、TCP粉末、生物玻璃粉末均匀混合为生物陶瓷粉末。称取生物陶瓷粉末质量30g加入溶剂中，并加入少量球磨珠放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌10min，得到低粘度的陶瓷浆料。
4.将设计好的模型导入到打印机中，调整曝光功率后进行打印，打印层厚50微米。
5.使用酒精清理打印完成后的素坯，并将素坯放置在空气环境下进行脱脂。脱脂工艺是从室温5℃/min的升温速率升温到100℃，保温2h；0.1～0.5℃/min到300℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到400℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到550℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到600℃，保温1h～2h；随炉冷却后可得到具有原本复杂结构的坯体。
6.将坯体放入具有T型压头的石墨模具中，并用煅烧过后的Al2O3粉掩埋，然后在真空环境下用SPS进行烧结，烧结温度为1150℃，烧结速度为100℃/min，烧结时间为5min。烧结完成之后控制电流让样品随炉水冷到常温，得到复杂结构的复合陶瓷零件。
SPS烧结形成的极小曲面三相陶瓷的体积密度由1.71g/cm3提升到了1.99g/cm3。
图8所示为实施例五所获得的具有极小曲面结构的生物陶瓷零件，在用SPS烧结到1150℃保温5min中后，图中样品的极小曲面结构完整，证明了用放电等离子烧结技术的确能够成功烧结光固化成形的具有复杂结构的坯体。图中样品的极小曲面结构无变形的特点也对光固化成形具有重大的意义。
实施例六：
1.使用Magics三维建模软件通过阵列等操作打印出孔隙率为50％极小曲面点阵结构。
2.配置Al2O3陶瓷溶剂：以质量比3：1称取1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMP3EOTA)，总质量为8.57g，用玻璃棒搅拌均匀后超声1～2分钟，之后加入粉末质量0.5％的离型剂rad2500，占树脂质量1％的光引发剂TPO。放置在公自传真空搅拌脱泡机以1000r/min搅拌10s，再以2500r/min搅拌5min，最后以1000r/min搅拌10s，使光引发剂均匀混合。
3.配置Al2O3陶瓷浆料：称取Al2O3陶瓷粉末质量30g加入溶剂中，并加入少量球磨珠放置在公自传真空搅拌脱泡机以2500r/min搅拌10min，得到低粘度的陶瓷浆料。
4.将设计好的模型导入到打印机中，调整曝光功率后进行打印，打印层厚50微米。
5.并将素坯放置在空气环境下进行脱脂。脱脂工艺是从室温5℃/min的升温速率升温到100℃，保温2h；0.1～0.5℃/min到300℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到400℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到550℃，保温1h～2h；0.1～0.5℃/min到600℃，保温1h～2h；随炉冷却后可得到具有原本复杂结构的坯体。
6.将坯体放入具有T型压头的石墨模具中，并用煅烧过后的Al2O3粉掩埋，然后在真空环境下用SPS进行烧结，烧结温度为1500℃，烧结速度为100℃/min，烧结时间为5min。烧结完成之后控制电流让样品随炉水冷到常温，得到复杂结构的Al2O3陶瓷零件。
如图9所示，本发明采用万能材料试验机进行抗压测试，得到的具有极小曲面多孔Al2O3陶瓷抗压强度为17.9MPa。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将陶瓷粉末、光敏树脂和添加剂混合得到打印浆料，将打印浆料按照预先设计的结构模型进行光固化成形，获得陶瓷素坯；
(2)排出陶瓷素坯中的光敏树脂和添加剂，得到纯坯体；
(3)将纯坯体置于模具内，用陶瓷粉末掩埋，然后对内置纯坯体的模具进行放电等离子烧结，得到陶瓷零件。
2.如权利要求1所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中陶瓷粉末为Si3N4粉末时，在步骤(3)中使用β型Si3N4粉末掩埋。
3.如权利要求2所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，所述放电等离子烧结在氮气气氛下进行，烧结温度为1600～1800℃，烧结时间为5～20min。
4.如权利要求1所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中陶瓷粉末为Al2O3粉末时，在步骤(3)中使用Al2O3粉末掩埋。
5.如权利要求4所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，所述放电等离子烧结在真空环境下进行，烧结温度为1400～1600℃，烧结时间为5～20min。
6.如权利要求1所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中陶瓷粉末为生物玻璃粉末时，在步骤(3)中使用Al2O3粉末掩埋。
7.如权利要求6所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，所述放电等离子烧结在真空环境下进行，烧结温度为1100～1200℃，烧结时间为5～20min。
8.如权利要求1-7任一所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中陶瓷粉末的粒径小于步骤(3)陶瓷粉末的粒径。
9.如权利要求1-7任一所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法，其特征在于，所述模具为具有T型压头的石墨模具，所述模具外侧具有测温孔，将模具放进放电等离子烧结炉中，施加机械压力压紧模具，并用红外测温仪对准模具的测温孔，以实时监控烧结温度。
10.一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷，其特征在于，所述陶瓷通过如权利要求1-9任一所述的一种基于放电等离子烧结的光固化成形陶瓷的制备方法制备得到。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117285361A (zh) * 2023-08-07 2023-12-26 武汉理工大学 一种基于多相颗粒级配的光固化3d打印氮化硅陶瓷浆料及其打印方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108456002A (zh) * 2018-02-08 2018-08-28 广东工业大学 一种适用于自修复/自增强的基于光固化成型的3d打印陶瓷部件的方法
CN109081700A (zh) * 2018-09-28 2018-12-25 华中科技大学 一种无压放电等离子体烧结陶瓷的方法
CN110668807A (zh) * 2019-10-31 2020-01-10 华中科技大学 降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架及其制备方法
CN113461426A (zh) * 2021-08-04 2021-10-01 广东工业大学 一种致密高硬高强的氮化硅陶瓷球及其制备方法和应用
KR20210125660A (ko) * 2020-04-08 2021-10-19 고려대학교 산학협력단 기공 구조 제어를 통한 강도 증진된 자이로이드 구조의 세라믹 스캐폴드 제조
CN113880559A (zh) * 2021-10-29 2022-01-04 华中科技大学 一种基于光固化成形的难固化陶瓷的制备方法及产品

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108456002A (zh) * 2018-02-08 2018-08-28 广东工业大学 一种适用于自修复/自增强的基于光固化成型的3d打印陶瓷部件的方法
CN109081700A (zh) * 2018-09-28 2018-12-25 华中科技大学 一种无压放电等离子体烧结陶瓷的方法
CN110668807A (zh) * 2019-10-31 2020-01-10 华中科技大学 降解性能及强度可控的生物复合陶瓷支架及其制备方法
KR20210125660A (ko) * 2020-04-08 2021-10-19 고려대학교 산학협력단 기공 구조 제어를 통한 강도 증진된 자이로이드 구조의 세라믹 스캐폴드 제조
CN113461426A (zh) * 2021-08-04 2021-10-01 广东工业大学 一种致密高硬高强的氮化硅陶瓷球及其制备方法和应用
CN113880559A (zh) * 2021-10-29 2022-01-04 华中科技大学 一种基于光固化成形的难固化陶瓷的制备方法及产品

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117285361A (zh) * 2023-08-07 2023-12-26 武汉理工大学 一种基于多相颗粒级配的光固化3d打印氮化硅陶瓷浆料及其打印方法

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