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硅酸盐通报2025年第12期:La_2O_3掺杂对数字光处理3D打印ZTA陶瓷固化性能及力学性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:叶文峰;穗肖肖;余晋阳;张砚召;周国相;杨治华;

单位:哈尔滨工业大学重庆研究院;哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所;

摘要:采用数字光处理(DLP)3D打印技术制备La_2O_3掺杂氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷,系统探究了La_2O_3掺量对ZTA陶瓷浆料粘度、固化性能、微观结构及力学性能的影响。结果表明:纳米La_2O_3粉体能够降低ZTA陶瓷粉体的紫外光吸收,有效降低浆料体系粘度;La_2O_3-ZTA的低吸光度促进了ZTA陶瓷浆料固化,并增加固化尺寸,促进了微米级孔径的形成。当La_2O_3掺量为0.6%(质量分数)时,烧结体最小孔径达到(71±3)μm,陶瓷内部析出的LaAl_(11)O_(18)和MgAl_2O_4相产生钉扎效应,促进了陶瓷烧结的致密化过程,提高了力学性能;陶瓷的维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性分别达到(1 625.2±16.5) Hv、(444.7±15.5) MPa和(5.15±0.07) MPa·m~(1/2),相比于未掺杂组分别提高10.55%、21.07%、34.11%。采用3D打印技术制备的ZTA陶瓷的机械性能与干压成型产品相当,同时实现了微米级圆形通孔成型,突破了现有3D打印陶瓷技术在微结构制造方面的局限。

关键词:La_2O_3;;ZTA陶瓷;;3D打印;;成型尺寸;;力学性能

基金资助:国家重点研发计划(2022YFB3706300);; 国家自然科学基金(52472068,52302062);; 重庆英才计划(CQYC20220301577)