[发明专利]一种复合粉末及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种复合粉末的制备方法，以药芯丝材为原料，通过热喷涂将药芯丝材熔融形成液滴，直接喷射在真空环境或气体氛围中，凝结形成所述复合粉末。本发明提供了一种复合粉末的制备方法，原料组成简单、工艺简便，制备得到复合粉末为球状，具有核壳结构，粒径为10μm～100μm，且粒径范围可以通过改变制备工艺参数来调节。该复合粉末适用于3D打印技术。

技术领域

本发明涉及复合材料的制备领域，具体涉及一种复合粉末及其制备方法和应用。

背景技术

3D打印，即快速成型技术的一种，是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其制造快速，可完全再现三维效果，使产品设计和模具生产同步进行，实现设计制造一体化。目前，可用于3D打印设备上使用的材料包括金属材料、无机粉体材料、陶瓷材料、高分子材料等等。

复合材料因其优异的机械性能和理化性能，一直是科学研究和产业化应用的关注焦点。随着3D打印技术的兴起，对复合材料粉末产生了巨大需求，复合材料粉末的特性直接影响3D打印制品的综合性能，复合粉末的制备效率也决定了3D打印制品的成本。

公开号为CN105583401A的中国专利文献公开了一种制备用于3D打印的复合粉末的方法、产品以及应用，复合粉末的制备包括以下步骤：S1：将金属基体相粉末与纳米陶瓷强化相粉末执行机械混合，获得混合粉末；S2：对混合粉末进行球磨工艺，获得复合粉末。机械合金化是制备复合粉末的常用方法，但其生产效率受制于球磨罐尺寸和球磨时间。同时，陶瓷相的尺寸为微纳米级。

又如公开号为CN105524449A的中国专利文献中公开了一种3D打印用聚苯醚复合粉体，原料组分按重量份计包括：聚苯醚50-70份，碱式硫酸镁晶须10-20份，钠系氧化物3-5份，相容剂5-10份，表面改性剂0.2-0.5份，热稳定性0.1-0.4份，抗氧剂0.5-1份。复合粉体的制备过程中，需要先对碱式硫酸镁晶须进行表面改性，以提高其与聚苯醚的相容性，再与其他原料组分经高速共混后，再经挤出成型得到聚苯醚复合粉体。由此可知，在制备由无机材料和高分子材料复合而成的粉体材料时，即需要对无机粉体材料进行预处理以提高其与高分子材料的相容性，此外，还需要外加各种助剂如表面改性剂、相容剂、热稳定剂等等以提高复合材料的综合性能。这无疑增加了无机-有机复合粉末制备工艺的复杂性。

发明内容

本发明提供了一种具有核壳结构的复合粉末的制备方法，原料组成简单、工艺简便，制备得到复合粉末的粒径可控，适合用于3D打印技术。

具体技术方案如下：

一种复合粉末的制备方法，以药芯丝材为原料，通过热喷涂将药芯丝材熔融形成液滴，直接喷射在真空环境或气体氛围中，凝结形成所述复合粉末。

本发明中复合粉末的制备方法，突破了现有技术中通过热喷涂技术仅能制备涂层的桎梏，创造性地提出以药芯丝材为原料，利用电弧、燃烧的火焰等作为热源，将原料加热到熔融状态从而形成液滴，然后将液滴直接喷射到真空环境，或者是如大气或保护气氛的气体氛围中，经凝结后直接制备复合粉末。

本制备方法以药芯丝材为原料，所述的药芯丝材包括药芯材料和包覆所述药芯材料的金属丝材外衣；本制备方法具有很好的适应性，可采用的药芯材料包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料中的至少一种。

作为优选，所述的金属材料选自金属铝、铜、镍、铬、铁或至少两种所述的金属组成的合金中的至少一种；

所述的陶瓷材料选自氧化硅、金刚石、碳化硼、氧化铝、碳化硅等中的至少一种；

所述的高分子材料选自聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚氟乙烯、氟碳树脂、聚氨酯、聚乙烯、聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚亚苯基、聚苯乙炔、聚苯胺中的至少一种；