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专利号: 201811190439X
申请人: 宁波设会物联网科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-03-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,所述碳化硅陶瓷通过以下方法步骤进行:(1)将可热固化聚碳硅烷和溶剂分别按照质量百分数10~30wt%和90~70wt%混匀配成溶液,将溶液加入喷雾造粒机中,进行喷雾造粒,得到可热固化聚碳硅烷微球,微球粒径

11~113um;

(2)将可热固化聚碳硅烷微球,在氩气气氛中,进行热处理完成交联固化,再在1160℃温度下进行热解,得到碳化硅微球;

(3)配置5~20wt%的可热固化聚碳硅烷的溶液,以所制备的碳化硅微球粉体铺设在

3DP打印机粉床上,加热并保持碳化硅微球温度为70~130℃,以3DP打印机进行3D喷墨打印,得到碳化硅陶瓷预制体;

(4)将预制体放入热解炉中,氩气气氛中,1160℃进行热解,冷却到室温,得到3D打印碳化硅陶瓷。

2.如权利要求1所述的以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,其特征是:步骤1中可热固化聚碳硅烷由聚碳硅烷和乙烯基硅烷通过硅氢加成反应制得,分子量1730~

4000。

3.如权利要求2所述的以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,其特征是:所述的聚碳硅烷由聚二甲基硅烷高温裂解重排得到的,软化点199~360℃,分子量1600~3800;所述的可热固化聚碳硅烷仅含有硅、碳、氢三种元素。

4.如权利要求1-3中所述的以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,其特征是:步骤1中的溶剂为二甲苯、甲苯、环己烷中的一种或多种组合。

5.如权利要求1-4中任何一项所述的以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,其特征是:所述步骤(1)中,具体过程如下:将可热固化聚碳硅烷和溶剂分别按照质量百分数10~30wt%和90℃~70wt%配制成溶液;将溶液加入喷雾造粒机中,喷雾工艺条件为:入口温度:50~120℃;氩气流量:300~

500L/h;进料速率:3~10ml/min;进行喷雾造粒,得到可热固化聚碳硅烷微球,粒径11~

113um。

6.如权利要求1-4中任何一项所述的以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,其特征是:所述步骤(2)中,具体过程如下:在氩气气氛中,将可热固化聚碳硅烷微球以5℃/min~10℃/min升温到199~360℃,保温10~30min;再以2℃/min~8℃/min升温到1160℃,保温10~20min,然后冷却至室温,得到碳化硅陶瓷微球。

7.如权利要求1-6中任何一项所述的以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,其特征是:所述步骤(3)中,具体过程如下:氩气气氛下,将步骤(2)制备的陶瓷微球为陶瓷粉体,以5~20wt%的可热固化聚碳硅烷的溶液为粘结剂,以3DP打印机进行3D打印,得到碳化硅陶瓷预制体。

8.如权利要求7中任何一项所述的以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,其特征是:所述步骤3中,3DP打印机喷头喷射出可热固化聚碳硅烷的溶液至粉体上,随着溶剂的挥发,快速地形成预制体的一层,成型缸下降20~200um,供粉缸上升20~200um,推出碳化硅微球,并被铺粉辊铺平、压实,重复喷射可热固化聚碳硅烷的溶液,铺粉,送粉,如此不断进行,最终得到三维碳化硅预制体。

9.如权利要求1-8中任何一项所述的以可热固化聚碳硅烷3D打印制备碳化硅陶瓷,其特征是:所述步骤(4)中,具体过程如下:氩气气氛下,将步骤(3)制备的预制体进行热解,以室温为初始温度,以5℃/min~10℃/min升温到199~360℃,保温10~30min;再以2℃/min~8℃/min升温到1160℃,保温20~40min,然后冷却至室温,到3D打印碳化硅陶瓷;制备出的碳化硅陶瓷线收缩率3~5%,体积密度为2.3~2.4g/cm3。

10.一种炭化陶瓷,其特征在于:使用权利要求1-9中的任何一种方法制得。