28

2025

-

11

行业新知丨脱脂工艺对DLP3D打印氮化铝陶瓷制备的影响

作者:


氮化铝(AlN)陶瓷具有优异的性能,使其在众多应用领域极具吸引力。为了满足日益增长的对定制化和几何形状复杂的AlN部件的需求,数字光处理(DLP)作为一种极具发展前景的增材制造技术,引起了人们的广泛关注。近日,青岛科技大学Wenjie Zhao研究员带领团队《Ploymers》发表了题为《Effect of Debinding Process on Aluminum Nitride Ceramics Fabrication via Digital Light Processing 3D Printing》的研究,本研究探讨了脱脂工艺对DLP 3D打印AlN陶瓷的影响。
原文链接:https://doi.org/10.3390/polym17202769
奇遇科技官网:https://www.adventuretech.cn
如无法打开,请拷贝网址到浏览器查阅。

研究内容

本研究进一步探讨了脱脂对DLP 3D打印氮化铝陶瓷的影响。此外,我们还确定了分散剂的最佳类型和浓度。同时,优化了氮化铝浆料的固含量,以确定适合打印工艺的固含量水平。最终,采用优化的浆料配方和脱脂参数,成功制备了具有高弯曲强度的氮化铝陶瓷部件。

以下是文章的研究方法及数据:

△图1,三D打印氮化铝陶瓷制造工艺

△图2,使用 20 vol% AlN 陶瓷浆料,研究剪切粘度、剪切应力和剪切速率与不同分散剂含量的关系。( a , b ) KOS110;( c , d ) BYK111;( e , f ) BYK190。
△图3,氮化铝浆料的曝光能量与固化深度之间存在线性拟合关系。

△图4,采用不同加热速率对脱脂 AlN 样品进行处理。

△图 5. 烧结 AlN 陶瓷的微观结构。(a)固相含量为 50 vol%;(b)固相含量为 52 vol%。

结论

本研究探讨了脱脂过程中加热速率的影响,并分析了相关缺陷的成因。此外,还考察了分散剂类型、含量和固含量对氮化铝陶瓷浆料流变性能的影响。

分散剂的影响:本研究阐明了分散剂在调节流变性能方面的关键作用,其中含有 3 wt% BYK111 的配方在所有评估的组成中粘度最低。

影响:通过添加 3 wt% BYK111 制备了具有增强流变性能的浆料,实现了 52 vol% 的高固体含量。

脱脂工艺影响:本研究表明,在脱脂过程中采用较慢的加热速率有利于去除生坯中的气体,从而减少裂纹的产生。使用优化后的浆料打印生坯,并以0.5 °C/min的加热速率进行脱脂处理,随后进行烧结,成功制备了致密的氮化铝陶瓷部件,其弯曲强度达到212.6 MPa,维氏硬度达到1010.5 HV

立即咨询

如果您对我们的产品感兴趣,请留下您的电子邮件,我们将尽快与您联系,谢谢!

提交留言