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原文传递一种3D打印磁性陶瓷的方法及其制备的磁性陶瓷

专利名称：	一种3D打印磁性陶瓷的方法及其制备的磁性陶瓷
摘要：	本发明属于3D打印陶瓷技术领域，具体涉及一种3D打印磁性陶瓷的方法，并进一步公开其制备的磁性陶瓷。本发明所述3D打印磁性陶瓷的方法，使用价格便宜的前驱体颗粒粉末为原料，通过将前驱体粉末进行球磨的方式使颗粒更为均匀，并首次使用球磨后前驱体粉末进行3D打印磁性陶瓷，有效确保了固相反应的完全和烧结性能良好，可以提高各向异性；进而通过配制可连续挤出的均匀浆料，用于快速成型3D打印工艺，以制备各种定制形状的陶瓷材料，实现了陶瓷材料的净成型，无废物产生，具有设计自由度，同时后处理优化提高材料性能，适合各种复杂形状的高性能磁性陶瓷的工业化生产。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛大学
发明人：	魏相霞;刘银华;赵东杰;毛雪伟;葛树志
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201910096993.X
公开号：	CN109702853A
分类号：	B28B1/00(2006.01);B;B28;B28B;B28B1
申请人地址：	266071 山东省青岛市市南区宁夏路308号
主权项：	1.一种3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，包括如下步骤： (1)按照选定陶瓷组成元素的化学计量比，取选定的陶瓷前驱体进行球磨处理，并将球磨后的所述陶瓷前驱体分散在含粘结剂水溶液中，制得陶瓷浆料； (2)将制得的所述陶瓷浆料转移至3D打印机针筒中，在设计程序的控制下，于室温下进行连续逐层打印，随着水分的蒸发得到陶瓷初坯； (3)将制得的所述陶瓷初坯进行高温后处理，得到所需形状的磁性陶瓷材料。 2.根据权利要求1所述的3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述球磨步骤在氧化锆球磨罐中进行，并控制球磨机的转速为200-400rpm/min，控制球磨时间2-10h，控制所述陶瓷前驱体与所述氧化锆球的质量比为1∶5-15。 3.根据权利要求1或2所述的3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述含粘结剂水溶液为多元醇类聚合物水溶液，并控制所述多元醇类聚合物水溶液的质量浓度为10.0-15.0wt％。 4.根据权利要求1-3任一项所述的3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，控制所述陶瓷前驱体在所述含粘结剂水溶液中的体积含量为25-45vol％。 5.根据权利要求1-4任一项所述的3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，还包括在所述含粘结剂水溶液中加入增塑剂和/或分散剂的步骤；所述增塑剂包括小分子多元醇类有机物，所述增塑剂在所述含粘结剂水溶液中的质量浓度为6.0-9.5wt％；所述分散剂包括醚类有机物，所述分散剂在所述含粘结剂水溶液中的质量浓度为0.5-1.0wt％。 6.根据权利要求1-5任一项所述的3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述陶瓷包括氧化铁陶瓷、碳酸钡陶瓷、碳酸锶陶瓷或碳酸铅陶瓷中的一种或几种。 7.根据权利要求1-6任一项所述的3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，控制打印针头的直径为40-400μm，控制所述陶瓷浆料的挤出速度为5-20mm/s，控制陶瓷初坯的层厚度为50-800μm。 8.根据权利要求1-7任一项所述的3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，还包括在所述高温后处理步骤前，于室温下对所述陶瓷初坯进行干燥的步骤。 9.根据权利要求1-8任一项所述的3D打印磁性陶瓷的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述高温后处理过程具体包括：控制升温速率为0.5-1℃/min，于室温缓慢升温至500-600℃，并进行保温2-5h；随后，控制升温速率为1-2℃/min，持续升温至1100-1300℃，并进行保温5-10h；结束加热，自然冷却至室温。 10.由权利要求1-9任一项所述的3D打印磁性陶瓷的方法制备得到的磁性陶瓷。
所属类别：	发明专利