高性能氧化锆陶瓷的光固化成型工艺与性能研究

摘要

为制备高性能氧化锆陶瓷，本研究对DLP增材制造用氧化锆陶瓷浆料体系及烧结工艺进行了系统优化。通过采用硅烷偶联剂KH570对粉体进行表面改性，有效提升了粉体与光敏树脂的相容性。流变学结果表明，分散剂BYK110的最佳添加量为2 wt.%，在此条件下浆料黏度最低。进一步引入有机色素姜黄素增强了浆料的吸光度，降低了固化深度和过曝宽度，提高了光固化成型精度。最终成功制备出固相含量达50 vol.%的高固含量氧化锆陶瓷浆料。在烧结工艺方面，随着温度从1350℃升至1500℃，陶瓷晶粒逐渐长大，导致硬度下降、断裂韧性提升。当烧结温度升至1450℃时，陶瓷致密度达到98.53%，抗弯强度提升至924.64 MPa。本研究构建的高固相含量浆料和热处理工艺，为高性能氧化锆陶瓷的DLP增材制造提供了重要的材料设计基础和工艺指导。

关键词

光固化 / 增材制造 / 氧化锆陶瓷 / 流变性能 / 机械性能