论文部分内容阅读
氧化铝陶瓷是应用最为广泛的陶瓷材料,具有一系列的优点,但氧化铝陶瓷具有一般陶瓷材料所共有的可加工性差的特点,加工制造复杂、高精度的氧化铝陶瓷构件的难度较大,成本较高。采用光固化成型技术(SLA)制备氧化铝陶瓷体,可缩短制造周期,降低制造成本。该技术对于陶瓷浆料既具有流变性和稳定性的要求,又有固化性能的要求,因此该技术的关键是制备符合打印要求的陶瓷浆料。本论文采用对氧化铝粉体表面进行表面改性的方法,研究了不同种类和含量分散剂对于浆料性能的影响,得到了最佳的分散剂种类和含量。然后通过引入多种官能度光敏树脂单体、引入添加剂、采用环保光敏树脂单体等方式对陶瓷浆料进行了优化改性,并对其流变性能、打印效果和后续烧结体密度进行了研究。(1)在油酸(OA)、硬脂酸(SA)、聚丙烯酸铵(PAA-NH4)、聚乙二醇(PEG)、三辛基氧化膦(TOPO)五种分散剂中,0.1 wt%油酸的加入对于浆料的分散效果最好,0.1 wt%改性的氧化铝粉体所制备的40 vol%浆料在30 s-1的剪切速率下粘度为2.018 Pa·s,低于光固化成型技术的要求3 Pa·s;(2)含油酸的浆料的固化厚度和扩展宽度最小而硬脂酸的最大,这可能是由于三种分散剂中碳碳双键(C=C)含量不同以及三种分散剂对于浆料中粉体团聚的阻碍效果不同两方面原因导致的;(3)通过引入不同官能度的光敏树脂单体可以改进浆料的固化性能和对基板的吸附特性,HDDA-HEA-TMPTA(6:3:1)单体混合物浆料虽然粘度高于纯HDDA浆料,但可以有效的改进浆料的上述特性;(4)PM1590的加入可以增强浆料对于金属基板的亲和性,而且其加入可以有效的降低体系的粘度,其最佳加入量为3 wt%,但PM1590的加入在一定程度上会降低烧结体的密度;(5)为了降低毒性和皮肤刺激性,在略微牺牲浆料性能的前提下,使用HEMA和EO-TMPTA替换对应的光敏树脂单体可以达到目的;(6)采用40 vol%的氧化铝浆料打印成型并烧结得到了较为致密的氧化铝陶瓷体,其密度可以达到理论密度的95%左右。