行业新知
近日，南方科技大学Qi Ge带领的团队在《Journal of the European Ceramic Society》发表了题为High-precision BaTiO3 piezoelectric ceramics via vat photopolymerization 3D printing的研究，该研究利用数字光处理(DLP)3D打印技术成功制备了高精度、高性能的BaTiO3压电陶瓷材料。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S095522192400579X
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研究内容
该研究主要解决了如何利用DLP技术制备出具有复杂形状和结构的陶瓷材料的问题。通过调整浆料的组成和工艺参数，可以实现不同形状和结构的陶瓷产品的制备。此外，该研究还探讨了树脂单体种类和固含量等因素对浆料性能的影响，为进一步优化制备工艺提供了参考。
文章优点
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该研究使用数字光处理（DLP）3D打印技术成功制备了高性能、高精度的BaTiO3陶瓷。
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研究人员通过深入分析复合浆料中树脂类型和固化条件对其固化特性的影响，确定了最佳的3D打印条件，并制造出具有优异性能和复杂结构的BaTiO3陶瓷。
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该研究为实现高精度的BaTiO3陶瓷制造提供了新的思路和技术手段。
方法创新点
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本研究选择了四种不同结构和折射率的感光树脂单体来制备复合浆料，从而深入分析了其对浆料固化行为的影响，为优化3D打印工艺提供了重要参考。
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通过采用两步氩气/空气烧结法，成功制备出了相对密度高达95%、压电常数达到201 pC/N的BaTiO3陶瓷。
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研究人员还利用DLP 3D打印技术成功制造了一系列具有三维连续结构的BaTiO3陶瓷，展示了制造高精度压电陶瓷结构的能力。
△图1，BaTiO3与四种感光树脂复合浆料的流变行为。
△图2，打印坯体的TG-DSC曲线及热处理过程。(a) 在氩气气氛中进行的第一轮TG-DSC测试。(b) 在空气气氛中进行的第二轮TG-DSC测试。(c) 在氩气中的脱脂过程。(d) 在空气中的烧结过程。
△图3，BaTiO3 粉末、印刷 BaTiO3 坯体和BaTiO3 陶瓷在不同温度下烧结后的XRD图谱。
△图4，通过 DLP 3D 打印制备的 BaTiO3 陶瓷的 SEM 图像。(a) 打印后的坯体。(b) 在氩气气氛中以 800 ℃ 脱脂后的 BaTiO3 陶瓷。(c-e) 在 1300 ℃ (c)、1310 ℃ (d)、1320 ℃ (e) 下烧结 3 小时后的 BaTiO3 陶瓷。
△图5，BaTiO3陶瓷在不同温度烧结后的(a)线性收缩和(b)相对密度和体积密度。
△图6，烧结 BaTiO3 陶瓷板的 (a) 介电温度谱和 (b) 介电频率谱。
△图7，通过DLP 3D 打印制备的BaTiO3陶瓷的特性。
△图8，用DLP 3D打印技术制备并烧结后具有TPMS结构的钛酸钡陶瓷。
研究结论
本文展示了通过DLP技术制备高精度BaTiO3压电陶瓷的可行性。优化的复合浆料和打印参数显著提高了陶瓷的性能和精度，为压电元件的实际应用提供了广阔前景。未来的研究应进一步优化原料配比、PBF-LB工艺参数以及后处理方法，以进一步提高多孔陶瓷结构的性能和应用潜力。
以上是我司通过自主研发的材料和设备，制造出了钛酸钡带台阶三位声子晶体，不仅具有高度的定制型，还可以为老师做材料和结构研究验证提供更高效的方法。
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深圳奇遇科技有限公司成立于2015年，是一家从事超高速陶瓷增材制造技术的高科技公司。
公司拥有以清华大学、中国科学技术大学、挪威科技大学等海内外博士为主体的研发团队，致力于为客户提供完整的“陶瓷3D打印设备+陶瓷3D打印材料+陶瓷烧结工艺”整体解决方案！
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