一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110372398A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910605007.9(22)申请日2019.07.05(71)申请人武汉理工大学地址430070湖北省武汉市洪山区珞狮路122号(72)发明人章桥新朱迪周晨喻志强董超(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人周舒蒙张秋燕(51)Int.Cl.C04B35/64(2006.01)C04B35/10(2006.01)B33Y70/00(2015.01)B33Y10/00(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法(57)摘要本发明涉及一种光固化成型陶瓷坯体的真空-空气-真空快速脱脂烧结方法，将光固化成型陶瓷坯体放置于泡沫氧化铝陶瓷平台上随转移至真空炉中，在1×10-3～5×10-1Pa的真空条件下，以0.5～2℃/min的升温速率和升温过程中的间断保温将温度升高至550～650℃并保温1～2h；陶瓷坯体碳化完成后将真空炉的温度自然降温至300～400℃并保温1～2h，关闭真空泵，以0.1～1L/min的速率缓慢的向真空炉中通入空气，使陶瓷坯体中残留的碳与氧气缓慢反应生成二氧化碳而逸出，待保温时间完成打开真空泵，以3～5℃/min的速率将温度升高至陶瓷的烧结温度并进行保温，真空碳化后的空气氧化防止了残留的少量炭对烧结后陶瓷制品性能的影响。CN110372398ACN110372398A权利要求书1/1页1.一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于步骤如下：(1)真空脱脂：将光固化成型陶瓷坯体放置于氧化铝泡沫平台上并转移至真空炉中，在1×10-3～5×10-1的真空条件下，以0.5～2℃/min的升温速率和升温过程中间断保温将温度升高至550～650℃并保温1～2h；(2)空气氧化除炭：将步骤(1)中的真空炉自然降温至300～400℃时关闭真空泵并在此温度范围保温1～2h，在此保温过程中向真空炉中通入空气；(3)真空烧结：待步骤(2)中保温完成后，重新打开真空炉的真空泵，然后以3～5℃/min的速率将真空炉的温度升高至陶瓷的烧结温度并进行保温,最后真空炉自然冷却至室温，获得高致密度陶瓷制品。2.根据权利要求1所述的一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于光固化成型陶瓷坯体的制备方法如下：将光敏树脂、分散剂和纳米、亚微米级的陶瓷粉末混合球磨，得到光固化陶瓷浆料；然后该光固化陶瓷浆料经过光固化3D打印成型，得到的光固化成型陶瓷坯体。3.根据权利要求2所述的一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于所述光敏树脂由低粘度的活性稀释剂和光引发剂混合而成；其中，活性稀释剂为2-苯氧基乙基丙烯酸酯、四氢呋喃丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、丙氧化新戊二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种；光引发剂为TPO、BPO中的一种。4.根据权利要求2所述的一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于所述的光固化陶瓷浆料中陶瓷粉体的体积分数不低于40％。5.根据权利要求1所述的一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于步骤(1)中，间断保温为:升温过程中每达到百位温度时的间断保温0.5-2h。6.根据权利要求1所述的一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于步骤(2)中，在保温过程中向真空炉中通入空气，使真空炉中的氧气的体积分数在15-20％的范围内。7.根据权利要求6所述的一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于通入空气的速率选择0.1～1L/min。8.根据权利要求1所述的一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于步骤(3)中，重新打开真空炉的真空泵使真空炉中真空度处在1×10-3～5×10-1Pa的范围内。9.根据权利要求1所述的一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法，其特征在于步骤(3)中，陶瓷为氧化铝时，烧结温度1600-1650℃并在此温度下保温1-2h。2CN110372398A说明书1/4页一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法技术领域[0001]本发明属于增材制造领域，具体涉及一种光固化成型陶瓷坯体的快速脱脂烧结方法。背景技术[0002]陶瓷材料由于其具有较高的硬度、强度，良好的耐磨性、热稳定性、化学稳定性和生物相容性等一系列优异的性能，被广泛应用于航空航天、机械、电子、半导体等领域。传统的陶瓷制造方法主要是凝胶注模、干压成型，这些制造方法均需要使用模具，制造精细复杂的陶瓷制品时模具制造困难且制造周期较长，无法满足小批量的个性化生产。随着增材制造技术的发展，3D打印技术如激光3