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TRILOS三輥機和混料脫泡機在3D打印陶瓷復(fù)合材料中的應(yīng)用
檢測樣品:3D打印陶瓷復(fù)合材料
檢測項目:分散
方案概述:當(dāng)大量的陶瓷粉末添加到光敏樹脂體系中,由于靜電力和范德華力,陶瓷顆粒的團(tuán)聚是不可避免的,顆粒團(tuán)聚將降低陶瓷漿料的穩(wěn)定性。為了解決上述技術(shù)問題,我們提供了用TRILOS三輥機和混料脫泡機均勻分散Si3N4/β-SiAlON復(fù)合陶瓷漿料的方法。三輥機的主要作用是依靠壓力和剪切力來克服漿料的內(nèi)聚力,達(dá)到粉碎和分散漿料的目的。
高溫透波材料作為一種多功能介質(zhì),廣泛應(yīng)用于飛機無線系統(tǒng),可在惡劣環(huán)境中確保飛機正常運行。對飛機馬赫數(shù)的改進(jìn)對天線罩的性能提出了更高的要求。因此,新型多功能寬帶透波材料的研制成為當(dāng)務(wù)之急。寬帶透波材料的研究最初聚焦在聚合物材料上,但是這些材料不適用于高馬赫數(shù)。隨著研究的不斷深入,氮化物材料如Si3N4、BN、Si-B-O-N、 Si-Al-O-N等由于其具有高強度、耐高溫、耐雨水侵蝕、低介電常數(shù)和抗氧化性,成為了潛在的寬帶透波材料。在這些材料中,Si3N4陶瓷表現(xiàn)出優(yōu)異的機械性能,但其介電常數(shù)也更高。為了減少Si3N4陶瓷的介電常數(shù),可將具有優(yōu)異高溫穩(wěn)定性和低介電常數(shù)的材料,如β-SiAlON添加到Si3N4陶瓷中。然而,生產(chǎn)很大的復(fù)雜部件受到高加工成本的制約。因此,優(yōu)化陶瓷成型工藝,降低成本對制備高強度和低介電常數(shù)的Si3N4基陶瓷透波材料非常重要。
圖1
3D打印在陶瓷成型中的應(yīng)用,為Si3N4/β-SiAlON復(fù)合陶瓷的制備提供了一種新的制備方法。其中,光聚合3D打印技術(shù)具有很高的準(zhǔn)確性,被廣泛用于制造幾何復(fù)雜的陶瓷。但當(dāng)大量的陶瓷粉末添加到光敏樹脂體系中,由于靜電力和范德華力,陶瓷顆粒的團(tuán)聚是不可避免的,顆粒團(tuán)聚將降低陶瓷漿料的穩(wěn)定性。為了解決上述技術(shù)問題,我們提供了用TRILOS三輥機和混料脫泡機均勻分散Si3N4/β-SiAlON復(fù)合陶瓷漿料的方法。三輥機的主要作用是依靠壓力和剪切力來克服漿料的內(nèi)聚力,達(dá)到粉碎和分散漿料的目的。
圖2
圖2顯示了Si3N4/β-SiAlON復(fù)合陶瓷的制備過程。
1. 將丙烯酸樹脂和瑪瑙球放入罐子中,氧化改性的Si3N4、Al2O3、Y2O3粉末(92 wt.% Si3N4和8 wt.% Al2O3-Y2O3)和分散劑隨后分批加入,用球磨機在300r/min的速度下研磨8小時。
2. 將光引發(fā)劑(樹脂的1wt.%)加入球磨機中研磨1小時。
3. 將觸變劑(粉末的4 wt.%)加入漿料中,并使用TRILOS PM300V混料脫泡機在1800 rpm下混合。
4. 混合后的漿料用TRILOS TR80A三輥機分散,得到均勻分散的漿料。
5. 在-100 kPa的真空下,用TRILOS PM300V混料脫泡機處理漿料,去除氣泡。
6. 將漿料進(jìn)行印刷,然后脫脂和燒結(jié)處理。
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