3D打印液体陶瓷用配方设计及打印工艺研究

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1、硕士学位论文3D打印液体陶瓷用配方设计及打印工艺研究↑(黑体2号字)STUDYONFORMULADESIGNANDPRINTINGPROCESSOF3DPRINTINGLIQUIDCERAMICS↑U(TimesNewRoman2号字加粗，题目太长时可用小2号字)孙雨彤↑(宋体小2号字加粗)哈尔滨工业大学←(楷体小2号字加粗)2018年6月←(年、月用阿拉伯数字，国内图书分类号：O635.1学校代码：10213国际图书分类号：54密级：公开↑↑(宋体小4号字)(宋体小4号字)工程硕士学位论文↑(宋体小

2、2号字加粗)3D打印液体陶瓷用配方设计及打印工艺研究↑(黑体2号字)硕士研究生：孙雨彤导师：宋元军高级工程师申请学位：工程硕士学科：化学工程所在单位：化工与化学学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O635.1U.D.C:54DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineering↑(TimesNewRoman小2号字)STUDYONFORMULADESIGNANDPRINTINGPROCESSOF3DPRINTING

3、LIQUIDCERAMICS↑(TimesNewRoman2号字加粗，题目太长时可用小2号字)Candidate：SunYutongSupervisor：SnEngr.SongYuanjunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringAffiliation：SchoolofChemistryandChemicalEngineeringDateofDefence：June2018Degree-Conf

4、erring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要近年来3D打印技术备受关注，飞速发展，在各行各业逐渐广泛应用。陶瓷材料由于其优异的耐高温、高强度、耐磨损与耐腐蚀等优良性能，在生物、机械工程、航空航天等领域都有重要的应用，但陶瓷材料的脆性及硬度问题使其加工成型难度增加。因此借助3D打印实现陶瓷材料的成型，将会大大降低陶瓷异形件制备的技术难度和成本，非常有研究价值。本研究探索了一种新型的光固化3D打印陶瓷材料成型技术，通过将氧化

5、铝纳米粒子与可光固化的聚氨酯丙烯酸酯（PUA）与乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(EOEOEA)树脂混合，添加少量的光引发剂，制备出一定流动性的半固体陶瓷液，用自制的液体3D打印设备实现了该陶瓷液的3D打印固化成型，并通过二次高温烧结实现了陶瓷材料的进一步固化，实现了陶瓷材料的光固化3D打印成型。研究了不同种类的光固化树脂与单体匹配，采用了流变仪，扫描电镜（SEM）等测试对其流变性，表面形貌及物理性能分析比较，得到适于制备半固体陶瓷液的光固化树脂及其单体，以及性能适宜的树脂单体配比。采用热失重分析（TGA）、

6、X射线衍射（XRD)、傅里叶红外光谱分析（FT-IR），X射线光电能谱分析（XPS）以及一系列力学性能测试，研究了陶瓷前驱体打印材料中陶瓷粉的含量对最终成型的3D打印陶瓷的结构，形貌以及性能的影响，优化了陶瓷液的配方，当树脂体系的聚氨酯丙烯酸酯/乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯为3/1，氧化铝填料的质量是树脂体系的2.5倍时为性能最优配方。最后，对二次烧结所获得的陶瓷材料进行了力学性能进行研究，结果表明3D打印得到的固化材料的固化程度较高，结构稳定，同时，具有良好的力学性能。关键词：3D打印；氧化铝；陶瓷；光

7、固化；烧结I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractInrecentyears,3Dprintingtechnologyhasattractedmuchattentionandisdevelopingrapidly.Ithasbeenwidelyusedinallkindsofindustry.Ceramicmaterialshaveimportantapplicationsinbiology,mechanicalengineering,aerospaceandotherfields,dueto

8、theirexcellentproperties,suchashightemperatureresistance,highstrength,wearresistance,andcorrosionresistance.However,thereisincreasingdifficultiesforresearcherstoshapetheceramicmaterials,becauseofitsbrittlenessandhardness.Therefor