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行业新知 | 陶瓷浆料中无机粘结剂老化改善陶瓷坯体和烧制体的力学性能

行业新知 | 陶瓷浆料中无机粘结剂老化改善陶瓷坯体和烧制体的力学性能

  • 分类:资讯中心
  • 发布时间:2024-06-12 11:26
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【概要描述】

行业新知 | 陶瓷浆料中无机粘结剂老化改善陶瓷坯体和烧制体的力学性能

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行业新知

近日,昌原国立大学SeungCheol Yang带领的团队在《Journal of the European Ceramic Society》发表了题为Improvement of mechanical properties of ceramic green body and fired body by aging of inorganic binder in ceramic slurry for 3D printing的研究,开发了一种使用无机粘合剂包覆颗粒的光聚合陶瓷浆料。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0955221923010816
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研究内容

在光聚合的陶瓷3D 打印制造具有复杂结构的陶瓷体中,不可避免的在热处理过程中变小这项研究使用光固化树脂和涂有无机粘合剂的颗粒制备了一种光固化浆料。通过对胚体进行老化处理,提高了无机粘合剂的凝结效率,进而提高了断裂强度并增强了颗粒在随后的烧制过程中的玻璃转化效率。证明了制造与传统烧结体相比,低收缩和最小变形陶瓷体的可行性。

△图1,陶瓷浆料、陶瓷绿色坯体和烧成体的制备方法。

△图2,熔融石英表面无机粘结剂涂层机理及示意图。

△图3,涂有无机粘合剂的熔融石英(蓝线)和原材料熔融石英(红线)的差示扫描量热光谱。

△图4,无机粘合剂溶液(蓝线)、原材料熔融石英(红线)和涂覆有无机粘合剂的熔融石英(绿色线)的FT-IR光谱。

△图5,根据使用涂覆有无机粘合剂的熔融石英制造的陶瓷体的老化温度的绿色强度(黄色条)和烧制强度(绿色条),以及使用生二氧化硅制造的陶瓷体的绿色强度(红线)和烧结强度(紫线)。

△图6,根据老化温度的绿色坯体的断裂表面微观结构(A:未涂覆的熔融石英,B:涂覆有无机粘合剂的熔融石英)。

△图7,使用涂布有无机粘合剂的熔融石英制造的烧结体和使用未加工的熔融石英制造的烧结体的断裂面显微组织图像。

△图8,取决于是否对由涂覆有无机粘合剂的熔融石英制成的样品进行老化的烧制后的形状和制造的原始熔融石英的绿色体的烧结过程后的形状。

△图9,在由涂覆有无机粘合剂的熔融石英制成的样品上进行的有或没有老化的烧制后的收缩率和由原料熔融石英制成的绿色坯体在烧结过程后的收缩率。

△图10,原始熔融石英、涂覆有无机物的熔融石英和涂覆有无机物的熔融石英样品在老化后在200 ℃下的TG/DTG光谱。

△图11,根据老化温度的绿色体的FT-IR光谱。(A)使用未加工的熔融石英制造的绿色坯体和(B)使用涂覆有无机粘合剂的熔融石英制造的绿色坯体。

△图12,XPS光谱根据老化过程的陶瓷体制造使用熔融石英涂有无机粘合剂。(A)绿色体,(B)烧制体。

△图13,绿色坯体和烧制坯体各阶段的无机粘结剂粘结机理示意图。

研究内容

本研究通过对使用无机粘结剂制备的陶瓷生坯进行老化,增强了硅氧烷键形成,提高了生坯的断裂强度和烧制体的玻璃转化效率,最终提升了机械性能和尺寸稳定性。老化处理的光聚合浆料可用于3D打印复杂形状,具有低收缩和最小变形的优点。

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