DLP技术制备氧化锆陶瓷材料的方法、氧化锆陶瓷材料与流程

文档序号:35707077发布日期:2023-10-12 07:52阅读:33来源:国知局

本发明属于陶瓷材料,尤其涉及一种dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法、氧化锆陶瓷材料。


背景技术:

1、氧化锆是最常用的金属氧化物材料之一,由于其具有高硬度、高强度、良好的生物相容性、抗腐蚀等特点,在结构陶瓷、功能陶瓷、生物材料方面都有诸多应用。传统加工工艺难以加工出具有通孔、薄壁、高长径比的氧化锆陶瓷材料,而具有以上结构特点的氧化锆陶瓷材料能在连接件、生物植入体等多方面发挥重要作用。

2、dlp技术是基于光固化原理的一种3d打印技术,可以根据电脑模型快速制备特定形状的模型,通过脱脂烧结去除树脂成分得到氧化锆瓷牙。相比于sla和下沉式dlp技术,提拉式dlp所需浆料较少,打印速度快,设备成本低,但是由于提拉造成的层间应力,其制备薄壁材料容易产生裂纹,对于制备高长径比、通孔薄壁材料的成品率低。


技术实现思路

1、本发明实施例提供一种dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,旨在解决现有的dlp技术制备薄壁材料容易产生裂纹,对于制备高长径比、通孔薄壁材料的成品率低的问题。

2、本发明实施例是这样实现的,一种dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,包括:

3、将低聚物、稀释剂以及光引发剂混合后经充分搅拌反应,得光敏树脂;

4、以无水乙醇为介质,将氧化锆和分散剂进行球磨处理,得改性氧化锆;

5、在所述改性氧化锆加入所述光敏树脂、石蜡和消泡剂进行继续球磨处理,得光固化浆料;

6、使用dlp技术将所述光固化浆料打印得到零件坯体,将所述零件坯体经清洗后置于脱脂溶剂中进行浸泡处理,再经干燥处理,备用;

7、将所述干燥后的零件坯体置于脱脂炉进行热脱脂处理,在100~500℃中使用0.1~0.5℃/min的升温速率,脱脂后升温到950~1000℃进行保温处理,脱脂完成后置于1450~1500℃下烧结2~4h,得氧化锆陶瓷材料。

8、本发明实施例还提供一种氧化锆陶瓷材料,所述氧化锆陶瓷材料是由所述dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法制备得到的氧化锆陶瓷材料。

9、本发明实施例通过优化体系成分以及改进脱脂工艺,提高了dlp技术制备高长径比、通孔薄壁材料的成品率,所得氧化锆陶瓷材料成品的长径比高达20:1,且壁厚可低至直径的1/15,并使成品保持较好的力学性能,满足连接件、生物植入体等应用需求。



技术特征:

1.一种dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,其特征在于,所述改性氧化锆、光敏树脂以及石蜡的质量比为(15~17):(3~5):0.1。

3.如权利要求1或2所述的dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,其特征在于,所述低聚物是由环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯按照质量比(1~3):1混合而成。

4.如权利要求1或2所述的dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,其特征在于,所述稀释剂为丙烯酸羟乙酯、己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯的一种或多种。

5.如权利要求1或2所述的dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,其特征在于,所述光引发剂为三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、三甲基苯甲酰基膦酸乙酯、羟基环已基苯基酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的一种或多种。

6.如权利要求1所述的dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,其特征在于,所述使用dlp技术将所述光固化浆料打印得到零件坯体,将所述零件坯体经清洗后置于脱脂溶剂中进行浸泡处理,再经干燥处理的步骤,包括:

7.如权利要求1或2所述的dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,其特征在于,所述分散剂为高分子超分散剂。

8.如权利要求1或2所述的dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法,其特征在于,所述脱脂溶剂是由二氯甲烷和煤油按体积比1:9混合得到。

9.一种氧化锆陶瓷材料,其特征在于,所述氧化锆陶瓷材料是由权利要求1-8任一所述dlp技术制备氧化锆陶瓷材料的方法制备得到的氧化锆陶瓷材料。

10.如权利要求9所述的氧化锆陶瓷材料,其特征在于,所述氧化锆陶瓷材料为长径比高达20:1,壁厚低至直径的1/15的通孔薄壁陶瓷零件。


技术总结
本发明适用于陶瓷材料技术领域,提供了DLP技术制备氧化锆陶瓷材料的方法、氧化锆陶瓷材料。所述方法包括:在改性氧化锆加入光敏树脂、石蜡和消泡剂进行继续球磨处理,得光固化浆料;使用DLP技术将光固化浆料打印得到零件坯体,将零件坯体经清洗后置于脱脂溶剂中进行浸泡处理,再经干燥处理,置于脱脂炉进行热脱脂处理,在100~500℃中使用0.1~0.5℃/min的升温速率,脱脂后升温到950~1000℃进行保温处理,脱脂完成后置于1450~1500℃下烧结2~4h,得氧化锆陶瓷材料。本发明通过优化体系成分以及改进脱脂工艺,提高了DLP技术制备高长径比、通孔薄壁材料的成品率,并使成品保持较好的力学性能。

技术研发人员:刘耀,吴杰华,杨华杰
受保护的技术使用者:江西金石三维智能制造科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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