3D打印氧化鋯陶瓷墨水的制備與性能研究.pdf

1、噴墨打印成型技術(shù)作為3D打印技術(shù)之一，由于其打印精度高，人們試圖將其應(yīng)用于陶瓷材料的制備，特別是在精密陶瓷材料的制備中。陶瓷噴墨打印成型的關(guān)鍵是打印墨水的制備。對于氧化鋯陶瓷材料，由于其密度較高，難以穩(wěn)定地分散，且難以制備具有高固相含量低粘度的打印墨水。本文根據(jù)膠體化學(xué)的原理，試圖通過同時添加兩種不同類型分散劑聚丙烯酸銨（PAA-NH4）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP），并改變?nèi)軇┲腥ルx子水、無水乙醇、丙三醇的比例的方法，提高氧化鋯粉末在打印

2、墨水中的分散穩(wěn)定性，從而制備具有較高固相含量的3D打印陶瓷墨水。
　　論文首先重點(diǎn)研究了二元分散劑對陶瓷墨水流變性能的影響，粘度結(jié)果表明：二元分散劑的添加模式對流變性的影響較大。與二元分散劑先后添加模式相比，同時添加模式的情況下陶瓷墨水的粘度更小。當(dāng)同時混合添加分散劑1wt％PAA-NH4和1wt%PVP，陶瓷墨水具有更低的粘度。SEM結(jié)果顯示陶瓷墨水分散良好。FTIR結(jié)果表明，二種分散劑相互作用產(chǎn)生的締合作用是提高陶瓷墨水流變性

3、的主要原因。
　　其次，通過沉降實(shí)驗(yàn)和干燥實(shí)驗(yàn)，改變?nèi)軇┲兴?、甘油、酒精的比例，評估了陶瓷墨水的穩(wěn)定性與干燥性，結(jié)果表明：干燥速率隨著酒精含量的升高而增加；穩(wěn)定性隨著甘油含量的升高而增加。室溫下，對于固相含量為20vol%的陶瓷墨水，在噴墨打印的粘度要求范圍內(nèi)，陶瓷墨水中酒精最大加入量為30vol%，甘油的加入量不超過35vol%。
　　最后，利用墨滴觀測儀觀測噴墨打印過程，考察了打印溫度、脈沖電壓和工作頻率對墨滴噴射行為的