本發(fā)明涉及3D打印材料，具體地，涉及3D打印氧化鈦陶瓷材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：3D打印材料是3D打印技術(shù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在某種程度上，材料的發(fā)展是決定著3D打印能否有得到更廣泛的應(yīng)用的決定性因素。目前，3D打印材料主要包括工程塑料、光敏樹脂、橡膠類材料、金屬材料和陶瓷材料。3D打印陶瓷材料是陶瓷粉末與粘結(jié)劑粉末組成的混合物。由于粘結(jié)劑粉末的熔點(diǎn)較低，激光燒結(jié)時(shí)便會(huì)將粘結(jié)劑粉末融化進(jìn)而使得陶瓷粉末粘結(jié)在一起。在激光燒結(jié)后，需要將陶瓷制品置于溫控爐中進(jìn)行高溫養(yǎng)護(hù)。現(xiàn)有的陶瓷材料在激光直接燒結(jié)時(shí)，液相表面張力大，在快速凝固過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，從而形成較多的裂紋。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種3D打印氧化鈦陶瓷材料及其制備方法，該3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力小進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋少；同時(shí)該制備方法原料易得、工序簡(jiǎn)單。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種3D打印氧化鈦陶瓷材料的制備方法，包括：1)將高嶺土、硅藻土、氧化鈦、硼酸、蔗糖、三氧化鉬、納米鋁、玻璃纖維和水進(jìn)行混合，接著進(jìn)行煅燒以制得煅燒產(chǎn)物；2)將聚偏氟乙烯、甲基纖維素、硅烷偶聯(lián)劑與煅燒產(chǎn)物進(jìn)行混合以制得基料；3)將基料進(jìn)行研磨以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料。本發(fā)明還提供了一種3D打印氧化鈦陶瓷材料，該3D打印氧化鈦陶瓷材料通過(guò)上述的制備方法制備而得。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明通過(guò)上述各原料以及各步驟的協(xié)同作用使得制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力小進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋少；同時(shí)該制備方法原料易得、工序簡(jiǎn)單。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。具體實(shí)施方式以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種3D打印氧化鈦陶瓷材料的制備方法，包括：1)將高嶺土、硅藻土、氧化鈦、硼酸、蔗糖、三氧化鉬、納米鋁、玻璃纖維和水進(jìn)行混合，接著進(jìn)行煅燒以制得煅燒產(chǎn)物；2)將聚偏氟乙烯、甲基纖維素、硅烷偶聯(lián)劑與煅燒產(chǎn)物進(jìn)行混合以制得基料；3)將基料進(jìn)行研磨以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料。在本發(fā)明的步驟1)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步降低制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力，進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優(yōu)選地，在步驟1)中，相對(duì)于100重量份的高嶺土，硅藻土的用量為27-33重量份，氧化鈦的用量為14-23重量份，硼酸的用量為14-18重量份，蔗糖的用量為22-34重量份，三氧化鉬的用量為5-9重量份，納米鋁的用量為11-14重量份，玻璃纖維的用量為17-24重量份，水的用量為140-180重量份。在本發(fā)明的步驟1)中，混合的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步降低制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力，進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優(yōu)選地，在步驟1)中，混合至少滿足以下條件：混合溫度為15-35℃，混合時(shí)間為40-60min。在本發(fā)明的步驟1)中，煅燒的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步降低制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力，進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優(yōu)選地，在步驟1)中，煅燒至少滿足以下條件：煅燒溫度為470-520℃，煅燒時(shí)間為7-10h。同時(shí)，在本發(fā)明中，為了進(jìn)一步降低制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力，進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優(yōu)選地，在步驟1)的煅燒之前，制備方法還包括升溫工序，具體為：首先將混合物自15-35℃以0.5-0.8℃/min的速率升溫至150-200℃并保溫20-40min，接著以1.5-2.5℃/min的速率升溫至300-380℃并保溫30-40min，最后以0.8-1℃/min的速率升溫至470-520℃并保溫。在本發(fā)明的步驟1)中，納米鋁的粒徑可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步降低制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力，進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優(yōu)選地，在步驟1)中，納米鋁的粒徑為30-40nm。在本發(fā)明的步驟2)中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步降低制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力，進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優(yōu)選地，在步驟2)中，相對(duì)于100重量份的煅燒產(chǎn)物，聚偏氟乙烯的用量為75-90重量份，甲基纖維素的用量為25-33重量份，硅烷偶聯(lián)劑的用量為9-16重量份。在本發(fā)明的步驟2)中，混合的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步降低制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力，進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優(yōu)選地，在步驟2)中，混合至少滿足以下條件：混合溫度為15-35℃，混合時(shí)間為20-40min。在本發(fā)明的步驟2)中，研磨的具體條件可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步降低制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料的液相表面張力，進(jìn)而使得陶瓷制品的表面的裂紋減少，優(yōu)選地，在步驟3)中，研磨采用球磨的方式進(jìn)行，并球磨至少滿足以下條件：大球與小球的質(zhì)量比為2：1.3-1.5，磨球與物料的質(zhì)量比為10：0.8-1.2，轉(zhuǎn)速為600-1200rpm，球磨時(shí)間為25-35min。本發(fā)明還提供了一種3D打印氧化鈦陶瓷材料，該3D打印氧化鈦陶瓷材料通過(guò)上述的制備方法制備而得。以下將通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例11)將高嶺土、硅藻土、氧化鈦、硼酸、蔗糖、三氧化鉬、納米鋁(粒徑為35nm)、玻璃纖維和水按照100：30：18：16：28：7：13：19：160的重量比于25℃下混合50min，接著自25℃以0.7℃/min的速率升溫至180℃并保溫30min，然后以2℃/min的速率升溫至360℃并保溫35min，最后以0.9℃/min的速率升溫至490℃并保溫8h以制得煅燒產(chǎn)物；2)將煅燒產(chǎn)物、聚偏氟乙烯、甲基纖維素、硅烷偶聯(lián)劑(KH550)按照100：80：28：14的重量比于25℃下混合30min以制得基料；3)將基料進(jìn)行球磨(大球與小球的質(zhì)量比為2：1.4，磨球與物料的質(zhì)量比為10：1.0，轉(zhuǎn)速為900rpm，球磨時(shí)間為30min)以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料A1。實(shí)施例21)將高嶺土、硅藻土、氧化鈦、硼酸、蔗糖、三氧化鉬、納米鋁(粒徑為30nm)、玻璃纖維和水按照100：27：14：14：22：5：11：17：140的重量比于15℃下混合40min，接著自15℃以0.5℃/min的速率升溫至150℃并保溫20min，然后以1.5℃/min的速率升溫至300℃并保溫30min，最后以0.8℃/min的速率升溫至470℃并保溫7h以制得煅燒產(chǎn)物；2)將煅燒產(chǎn)物、聚偏氟乙烯、甲基纖維素、硅烷偶聯(lián)劑(KH560)按照100：75：25：9的重量比于15℃下混合20min以制得基料；3)將基料進(jìn)行球磨(大球與小球的質(zhì)量比為2：1.3，磨球與物料的質(zhì)量比為10：0.8，轉(zhuǎn)速為600rpm，球磨時(shí)間為25min)以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料A2。實(shí)施例31)將高嶺土、硅藻土、氧化鈦、硼酸、蔗糖、三氧化鉬、納米鋁(粒徑為40nm)、玻璃纖維和水按照100：33：23：18：34：9：14：24：180的重量比于35℃下混合60min，接著自35℃以0.8℃/min的速率升溫至200℃并保溫40min，然后以2.5℃/min的速率升溫至380℃并保溫40min，最后以1℃/min的速率升溫至520℃并保溫10h以制得煅燒產(chǎn)物；2)將煅燒產(chǎn)物、聚偏氟乙烯、甲基纖維素、硅烷偶聯(lián)劑(KH570)按照100：90：33：16的重量比于35℃下混合40min以制得基料；3)將基料進(jìn)行球磨(大球與小球的質(zhì)量比為2：1.5，磨球與物料的質(zhì)量比為10：1.2，轉(zhuǎn)速為1200rpm，球磨時(shí)間為35min)以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料A3。對(duì)比例1按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料B1，所不同的是，步驟1)中未使用硼酸。對(duì)比例2按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料B2，所不同的是，步驟1)中未使用蔗糖。對(duì)比例3按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料B3，所不同的是，步驟1)中未使用三氧化鉬。對(duì)比例4按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料B4，所不同的是，步驟1)中未使用納米鋁。對(duì)比例5按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料B5，所不同的是，步驟1)中未使用玻璃纖維。對(duì)比例6按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行以制得3D打印氧化鈦陶瓷材料B6，所不同的是，步驟2)中未使用硅烷偶聯(lián)劑。檢測(cè)例1將上述3D打印氧化鈦陶瓷材料進(jìn)行3D打印以制得打印制品，接著檢測(cè)打印制品的表面的裂紋，統(tǒng)計(jì)每平方立米的裂紋數(shù)(條/dm2)以及平均裂紋長(zhǎng)度(μm/條)，具體結(jié)果見表1。表1裂紋數(shù)(條/dm2)平均裂紋長(zhǎng)度(μm/條)A130.2A210.3A320.2B150.6B270.4B3100.3B490.5B580.5B680.6通過(guò)上述實(shí)施例、對(duì)比例和檢測(cè)例可知，本發(fā)明提供的制得的3D打印氧化鈦陶瓷材料具有較低的液相表面張力，進(jìn)而減少陶瓷制品的表面的裂紋。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3