[发明专利]一种具有良好固化性能的氮化硅陶瓷浆料

说明书

发明公开了一种具有良好固化性能的氮化硅陶瓷浆料的制备方法，包括以下具体步骤：1)称取表面改性剂与不同颜色粒径的氮化硅陶瓷颗粒混合搅拌10‑20min，然后干燥制得改性氮化硅陶瓷颗粒；2)将改性氮化硅陶瓷颗粒与稀释剂混合进行真空搅拌除泡，搅拌得到预混液；3)在预混液中加入质量分数为1‑10wt.％的引发剂进行真空搅拌除泡，搅拌即可，本发明通过合理的级配以及匹配陶瓷粉末的颜色、粒径分布来实现具有良好固化性能的氮化硅陶瓷浆料。

技术领域

本发明涉及光固化氮化硅陶瓷技术领域，具体讲是一种具有良好固化性能的氮化硅陶瓷浆料。

背景技术

陶瓷颗粒对紫外光的吸收能够决定陶瓷光固化浆料的光固化性能。陶瓷粉末的颜色、粒径大小、粒径分布等都会影响陶瓷粉末对紫外光吸收、折射和散射。Griffith等和Chartier等发现，陶瓷浆料的固化深度主要由陶瓷颗粒和介质之间的折射率差(△n)平方所影响，△n越小，固化厚度越大。其次，影响固化深度的第二个因素是粒子间距和紫外波长的比值Q。Q值越小，固化深度越大。Abouliatim等通过库贝尔卡-蒙克模型的建立，对不同粒径的Al₂O₃和SiO₂陶瓷颗粒与紫外光的消光系数与透射深度的研究关系发现，随着陶瓷颗粒粒径的增大，紫外光的漫反射率和漫反射透过率升高，浆料固化深度减小和固化宽度增大。

Jang等人通过研究ZrO₂粒度分布对固化厚度的影响，研究发现当粉末粒度分布越窄，紫外光的折射越大，固化深度越小。需要指出的是，能量密度、配方体系、固相含量同样着影响着浆料的固化厚度和固化深度。Tomeckova等通过对SiO₂陶瓷浆料进行光固化时，建立紫外光的吸收和散射的衰减方程，研究发现浆料的固化深度和固化宽度受临界能量的影响，曝光能量越大，固化深度越大和固化宽度越小。Li通过对不同固相含量的Al₂O₃浆料流变性研究发现，随着固相含量的增加，浆料润湿角增大，固化厚度增大和宽度减小。

需要指出的是，由于Al₂O₃和ZrO₂等氧化物陶瓷具有相对较小的吸光率，其光固化浆料的固化性能较好，因此，氧化物陶瓷的光固化机理及光固化成型获得了较为更为广泛的研究。然而，由于氮化物和碳化物陶瓷通常为灰白色或深色，其紫外光的吸收率高，固化性能差，这直接导致了其难固化成型。Ding等对不同颜色和粒径的SiC陶瓷粉末紫外光吸收证实，颜色较深的SiC陶瓷具有较强的紫外光吸收，其光固化性能变差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点：提供一种具有良好固化性能的氮化硅陶瓷浆料的制备方法。申请人研究发现，除氮化物本身的高紫外光吸收率，陶瓷粉末的颜色、粒径大小、粒径分布等也能够影响陶瓷粉末对紫外光吸收、折射和散射。本发明通过合理的级配以及匹配陶瓷粉末的颜色、粒径分布来实现具有良好固化性能的氮化硅陶瓷浆料。

本发明的技术解决方案如下：一种具有良好固化性能的氮化硅陶瓷浆料的制备方法，包括以下具体步骤：

1)称取表面改性剂与不同颜色、不同粒径的氮化硅陶瓷颗粒混合搅拌10-20min，然后干燥制得改性氮化硅陶瓷颗粒；

2)将改性氮化硅陶瓷颗粒与稀释剂混合进行真空搅拌除泡，搅拌时间10-30min得到预混液，其中，以重量份数计：稀释剂100份、改性氮化硅陶瓷颗粒1-30份；

3)在预混液中加入质量分数为1-10wt.％的引发剂进行真空搅拌除泡，搅拌时间20-30min即可制得具有良好固化性能的氮化硅陶瓷浆料。

作为优化，所述表面改性剂为KH550、KH560、KH570中的一种或者几种。

作为优化，步骤1)中，以重量份数计：表面改性剂10-15份、粒径范围为80nm-5μm且由白色、灰白色、深灰色三种颜色组成的氮化硅陶瓷颗粒混合物30-40份。