近日，西北工業(yè)大學(xué)蘇海軍等人報道了一種調(diào)控光固化3D打印陶瓷型芯孔隙率和抗彎強度矛盾的粉料級配設(shè)計方法，并選擇合理的燒結(jié)溫度，制備了具有高孔隙率、適當(dāng)抗彎強度以及優(yōu)異抗高溫蠕變性能的氧化鋁基陶瓷型芯。研究了粉末級配設(shè)計，特別是粗粉料對光固化3D打印陶瓷型芯組織和性能的影響。基于不同顆粒尺寸的燒結(jié)動力學(xué)，確定了合適的燒結(jié)溫度。建立了光固化3D打印氧化鋁基陶瓷型芯的“非骨架”微觀結(jié)構(gòu)模型。在孔隙率、抗彎強度和抗高溫蠕變性達到平衡的情況下，大大提高了復(fù)合材料的綜合性能。相關(guān)工作以Enhanced comprehensive properties ofstereolithography 3D printed alumina ceramic cores with high porosities by a powder gradation design為題發(fā)表在Journal of Materials Science & Technology上。

研究深入分析發(fā)現(xiàn)，粗粉料的含量通過改變燒結(jié)驅(qū)動力影響體系熱力學(xué)終點，而燒結(jié)溫度能夠改變致密化速率和晶粒長大來調(diào)節(jié)陶瓷型芯的綜合性能。當(dāng)粗、中、細粉料質(zhì)量比為2:1:1，燒結(jié)溫度為1600 ℃時，氧化鋁陶瓷型芯開孔隙率為36.4%，高溫撓度為2.27 mm，抗彎強度為50.1 MPa。

左圖為光固化3D打印氧化鋁基陶瓷型芯“非骨架”顯微結(jié)構(gòu)模型以及與“骨架”模型的對比。