[发明专利]一种基于光固化成型的3D打印制备ZTA复相陶瓷的方法

权利要求书

1.一种组合物，其特征在于，所述组合物的原料包括：陶瓷粉体、预混液、光引发剂、分散剂、表面改性剂、锆盐和钛盐；

所述预混液的溶质选自：丙烯酰胺、二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸2-羟基乙酯以及N–N’亚甲基双丙烯酰胺中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，以质量份计，所述组合物的原料包括：陶瓷粉体40～90份、预混液30～50份、光引发剂1～3份、分散剂1～3份、表面改性剂1～3份、锆盐5～20份和钛盐5～20份。

3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述预混液的溶剂选自：去离子水、甘油以及无水乙醇中的一种或多种；

所述预混液中，溶质的质量浓度为20～85％。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述光引发剂选自：巴斯夫819、巴斯夫907以及巴斯夫1173中的一种或多种；

所述分散剂选自：聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵以及BYK-9077中的一种或多种；

所述表面改性剂选自：铝酸酯、钛酸酯以及硬脂酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述陶瓷粉体为氧化铝陶瓷粉体，所述锆盐选自：ZrOCl₂·8H₂O、Zr(NO₃)₄·5H₂O和Zr(SO₄)₂·4H₂O中的一种或多种。

6.一种利用权利要求1至5任意一项所述的组合物制备ZTA陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：

步骤一、制备浆料：陶瓷粉体、预混液、分散剂、锆盐和表面改性剂混合后球磨，再与光引发剂混合，得浆料；

步骤二、成型：所述浆料光固化成型，得坯体；

步骤三、干燥和脱脂：所述坯体依次经第一次干燥和脱脂，得多孔坯体；

步骤四、浸渗：所述多孔坯体在浸渗溶液中浸渗，得浸渗坯体；

步骤五、后处理：所述浸渗坯体依次经第二次干燥和烧结，得陶瓷产品。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述浆料的制备方法为：

溶质溶于溶剂中搅拌得预混液；

氧化铝陶瓷粉体和锆盐溶液混合后，调节pH至9～10，干燥后过筛，得复合粉体，所述锆盐溶液的溶剂选自：去离子水、乙醇和丙酮中的一种或多种；

所述复合粉体、乙醇和分散剂混合后，第一次球磨，得第一产物；

所述第一产物、预混液、分散剂和表面改性剂混合后，第二次球磨，得第二产物；

所述第二产物除气泡后与光引发剂混合，得浆料。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述浸渗溶液为钛盐溶液；

所述浸渗溶液中的钛盐选自；Ti(SO₄)₂、Ti(S₂O₇)₂、TiO(SO₄)、Ti₄O₅(SO₄)₃、Ti₇O₁₃(SO₄)、Ti₂O₃(SO₄)，所述浸渗溶液的溶剂为水和/或乙醇；

所述浸渗溶液中，Ti⁴⁺的浓度为0.1～5mol/L；

所述浸渗的时间为1～12h。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一次干燥的方法为液体干燥和/或微波干燥，所述第一次干燥的时间为5～36h；

所述脱脂的方法为：干燥后的坯体先进行真空脱脂或气氛保护脱脂后，再进行空气脱脂，所述多孔坯体的孔隙率为40～60％；

所述第二次干燥的温度为30～100℃，所述第二次干燥的时间为6～24h；

所述烧结的方法为：第二次干燥后的坯体以10～15℃/min的速率升温至1350～1550℃后，保温1～4h。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述光固化成型的扫描速度为2000～4000mm/s，所述光固化成型的扫描方式为XYSTA，所述光固化成型的扫描间距为0.1～0.5mm，所述光固化成型的光波长为355～460nm。