[发明专利]一种3D打印陶瓷用耐磨高韧材料

说明书

本发明公开了一种3D打印陶瓷用耐磨高韧材料，属于陶瓷材料领域。本发明解决了目前常用陶瓷材料耐磨性及韧性不佳的问题。本发明通过加入煤油，无水乙醇作为球磨介质可提高球磨效率，煤油燃烧可促进球磨料中未氧化的金属成分发生氧化还原反应。粉煤灰中含有的氧化铝，可与坡缕石中的Mg²⁺成分在高温条件下，生成镁铝尖晶石成分具有抗侵蚀能力、抗磨蚀性能。助剂中添加的硼泥所含氧化硼成分为硼酸的酸酐，可在遇水后产生硼酸和偏硼酸并放出大量的热，将勃姆石成分嵌入硬质焙烧物，提高分散性，提高组织间的联结力，可很好的分散外部摩擦力，避免很快遭到磨损，配合酚醛树脂形成吸附，提高材料体系的结构致密性，并提高拉伸强度及耐磨性能。

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及一种3D打印陶瓷用耐磨高韧材料。

背景技术

3D打印，又被称作为增材制造，是快速成型技术的一种，被誉为“第三次工业革命”的核心技术。与传统制造技术相比，3D打印不需要事先制造模具，不必在制造过程中去除大量的材料，也不必通过复杂的锻造工艺就可以得到最终产品，因此，在生产上可以实现结构优化、节约材料和节省能源。3D打印技术适合于新产品开发、快速单件及小批量零件制造、复杂形状零件的制造、模具的设计与制造等，也适合于难加工材料的制造、外形设计检查、装配检验和快速反求工程等。因此，3D打印产业受到了国内外越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。而目前低密的3D打印陶瓷材料的很少，大大限制了3D打印材料的选择。且现有的3D打印陶瓷材料耐磨性能较差，长期使用后对陶瓷材料具有一定的损伤。陶瓷被作为最重要的高温耐磨抗氧化材料加以研究。目前，国际上材料工作者对高温耐磨抗氧化陶瓷材料进行了广泛深人的研究，取得了较好的成果；国内学者也越来越重视这一领域的研究。进一步研究和开发高温耐磨抗氧化陶瓷材料对于整个社会经济的发展具有重要意义。

陶瓷材料具有高熔点、高硬度、耐氧化等优点，它是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料，其可用作结构材料、刀具材料等。现有陶瓷主要分为普通材料的和特种材料两种陶瓷材料。普通材料就是指采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧；普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。特种材料指的是采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。

耐磨陶瓷是以Al₂O₃为主要原料，加入多种组分，经高温焙烧而成的特种刚玉陶瓷，再分别用特种橡胶和高强度的有机、无机粘合剂组合而成的产品。

利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。功能陶瓷种类繁多，用途各异。例如，根据陶瓷电学性质的差异可制成导电陶瓷、半导体陶瓷、介电陶瓷、绝缘陶瓷等电子材料。利用陶瓷的光学性能可制造固体激光材料、光导纤维、光储存材料及各种陶瓷传感器。

每一种陶瓷材料都有其自身的优点和缺点，因此必须针对陶瓷使用的条件进行充分的分析和研究。影响陶瓷性能的主要因素有使用温度范围及变化、腐蚀介质、受力情况、硬颗粒碰撞入射角和粒子冲蚀强度。当使用条件不满足时，陶瓷将无法达到预期的使用效果。因此，本发明提供一种耐磨陶瓷材料及其制备方法和应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前常用3D打印陶瓷材料的耐磨性及韧性不佳的问题，提供一种3D打印陶瓷用耐磨高韧材料。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种3D打印陶瓷用耐磨高韧材料，包括如下组分：6~10份酚醛树脂、3~7份二乙烯三胺、1~4份聚二甲基硅氧烷、0.2~0.5份纳米CuB₂O₄、25~45份复合陶瓷基料、12~20份复合辅助料。

所述复合陶瓷基料的制备方法，包括如下步骤：