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3D打印二氧化钛陶瓷烧结研究

更新时间: 2024-10-28 13:38:25  查看次数: 85    
在烧结前后,陶瓷样品的拉曼特征峰位置没有改变,这意味着陶瓷样品和烧结之前的分子链结构是一样的,仍然是金红石相,这个结果和XRD测试结果是相符的。所以,按照这次实验参数完成脱脂烧结后,二氧化钛陶瓷样品的晶体明显变大了,这使得陶瓷的力学性能有了显著的提高。多孔结构枝干的粗细能达到150μm,比用FDM、SLA、DIW这些方法制作的多孔陶瓷粗多了。在水平方向,能清楚地看到有规律排列的层纹,这些层纹厚度均匀,大概是10μm左右。这是因为在成型的时候,DLP 3D打印是用面曝光的方式来成型的,所以层纹的出现是没办法避免的。在不是最佳工艺参数的情况下进行脱脂烧结后的陶瓷样品表面形貌图中,可以很明显地在样品表面看到裂纹和孔洞。这些缺陷在进行力学测试的时候,很容易成为裂纹开始出现的地方,导致陶瓷开裂和坍塌,对陶瓷的力学性能影响非常大。
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孔隙率在50% - 80%这个范围,模型的实际孔隙率和理论孔隙率比较接近,不过都比理论值稍微低一点,但还是保持相似的规律。这主要是因为在坯体清理和清洗的过程中产生了误差,这种误差在我们这次研究中是可以接受的。为了方便这次研究的讨论,我们用理论孔隙率来代表各个模型样品的孔隙率。同一批制作出来的多孔结构陶瓷,虽然孔隙率不一样,但是理论密度都差不多在97.50%左右。虽然和传统工艺制作的陶瓷还有一定的差距,不过考虑到陶瓷在制作过程中有大量的光敏树脂需要去除,而且陶瓷本身是多孔结构,所以这次研究制作出来的陶瓷已经算是比较致密的了。这次研究使用的材料力学试验机是Zwick/Roell Z050,因为多孔结构陶瓷的力学强度比其他材料低,设备的传感器没办法准确地传达载荷的直接量,所以选择接触时的位置作为参考点,用设备接触面两端差值的绝对值作为中间量,通过换算得到样品能够承受的载荷强度。