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《IOP Conference Series: Materials Science and Engineering》:用于DLP 3D打印的ZTA陶瓷材料

《IOP Conference Series: Materials Science and Engineering》:用于DLP 3D打印的ZTA陶瓷材料

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2023-11-13 11:23
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【概要描述】扫描电镜微观结构分析表明,氧化锆颗粒沿氧化铝晶界分布良好。ZTA样品的微观结构紧凑,在晶界上只有少数孔隙。氧化锆的晶粒尺寸足以引发氧化锆在ZTA基体中的增韧行为。

《IOP Conference Series: Materials Science and Engineering》:用于DLP 3D打印的ZTA陶瓷材料

【概要描述】扫描电镜微观结构分析表明,氧化锆颗粒沿氧化铝晶界分布良好。ZTA样品的微观结构紧凑,在晶界上只有少数孔隙。氧化锆的晶粒尺寸足以引发氧化锆在ZTA基体中的增韧行为。

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2019年11月1日,上海理工学院研究人员在《IOP Conference Series:Materials Science and Engineering》上发表题为ZTA Ceramic Materials for DLP 3D Printing的研究论文,报道了一种采用DLP 3D打印技术的高性能ZTA陶瓷。

原文链接https://doi:10.1088/1757-899X/678/1/012020

 

 研究简介 

DLP作为一种新型的增材制造方法,具有精度高、速度快、成本低等优点。ZTA陶瓷因其优越的抗弯强度、断裂韧性和导热性,有望应用于更广泛的应用。但利用ZTA打印材料对DLP的详细研究仍鲜有报道。本实验对不同二氧化锆浓度(5-15wt.%)的ZTA陶瓷树脂进行了研究,并测试了其3D打印性能。成功开发了低粘度(<3Pa·s,剪切速率为10s-1)和高固体载荷(55vol.%)的ZTA陶瓷浆料。

 

图1:DLP 3D打印制造ZTA陶瓷的工艺

 

 

图2:不同分散剂比例下光敏ZTA悬浮液的粘度-剪切速率曲线

 

 

图3:氧化锆与氧化铝不同比例的光敏ZTA浆料的粘度-剪切速率曲线

 

 

图4:氧化锆与氧化铝比例不同时,在1600℃下ZTA烧结体的相对密度和收缩率

 

 

图5:1600°C烧结后不同二氧化锆(5wt.%~13wt.%)的ZTA陶瓷体断裂面的微观结构

 

 研究结论 

综上所述,我们报道了一种基于DLP的3D打印工艺制备性能优异的复合ZTA陶瓷部件。可以实现低粘度(<3Pa.s×,剪切速率为10s-1时×)和高固体负载(55vol.%)ZTA打印材料。在1600℃烧结后,打印的ZTA陶瓷的相对密度可达到>96%。扫描电镜微观结构分析表明,氧化锆颗粒沿氧化铝晶界分布良好。ZTA样品的微观结构紧凑,在晶界上只有少数孔隙。氧化锆的晶粒尺寸足以引发氧化锆在ZTA基体中的增韧行为。

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