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365体育官网:3D打印面临的首要问题是正硅酸锂对环境特别敏感

时间:2020/7/24 7:52:16  作者:  来源:  浏览:0  评论:0
内容摘要:针对上述问题,2018年,陈章伟、老长石和西南物理研究所采取了不同的方法,提出了3D打印正硅酸锂陶瓷单元的方法,开发了一种新的制三单元结构。然而,3D打印面临的首要问题是正硅酸锂对环境特别敏感,容易与水和二氧化碳发生反应,造成相损伤,形成偏硅酸锂。为此,我们严格限制和控制环境变量,从正硅酸锂粉末的存储、可打印粉末浆料的...
针对上述问题,2018年,陈章伟、老长石和西南物理研究所采取了不同的方法,提出了3D打印正硅酸锂陶瓷单元的方法,开发了一种新的制三单元结构。

然而,3D打印面临的首要问题是正硅酸锂对环境特别敏感,容易与水和二氧化碳发生反应,造成相损伤,形成偏硅酸锂。

为此,我们严格限制和控制环境变量,从正硅酸锂粉末的存储、可打印粉末浆料的制备、打印工艺的实现到热处理等。制备粉体料浆需要在充满惰性气体的手套箱中进行,各种添加剂均为不含水且不能与正硅酸锂反应的有机溶剂材料。浆体的制备就是在这样的环境中进行的,3D打印可以保证正硅酸锂的相稳定。”陈章伟教授告诉的记者。

为了使正硅酸锂粉末料浆在3D打印后快速固化,需要选择合适的固化方法。陶瓷3D打印主要有两种固化成型方法,一种是光固化,另一种是粉末烧结或熔化。陈章伟介绍,粉末烧结是利用高能激光在高温下直接烧结陶瓷粉末,这是烧结所需要的。但由于温度较高,容易开裂,且精度和可控性较差。光固化不仅有更少的开裂缺陷,更高的印刷精度,而且对多孔结构细节有很强的控制能力。

为此,科研团队选择光固化方法,研制出光固化3D打印用高相纯度正硅酸锂粉末料浆。陈章伟表示:“我们在正硅酸锂粉末料浆中混合了优化的有机化学添加剂成分,以及少量对特定波长的光敏感的光敏添加剂,并使用405纳米紫外光对料浆进行影响。对该材料进行辐照,以实现浆料的光聚合和固化。

将3D打印出来的结构件在高温下烧结,在1050摄氏度的环境下焙烧8-10小时即可实现陶瓷化,去除固化结构中的各种添加剂,不再与环境中的水和二氧化碳一起产生。反应中,“这些化学添加剂是物理添加的,不会对正硅酸锂造成损害。”陈Zhangwei解释道。

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