陶瓷革命!3D列印介電陶瓷部件不用再燒結

2021-01-10 3D列印網

中國3D列印網11月18日訊,我國很早就製作陶瓷了,其中燒制是不可缺少的一環,但一組研究人員描述了他們如何通過3D列印創建介電陶瓷部件,同時避開了通常必要的燒結階段。

粉末床熔合是陶瓷添加劑製造的唯一單步工藝。研究人員專注於材料擠出。他們通過將水溶性材料鉬酸鋰(Li2MoO4)與水混合來製造3D可印刷漿料。

「鉬酸鋰(Li2MoO4)是一種無毒的介電陶瓷材料,已經研究用於抑制腐蝕和溼度傳感應用,和用於改進形式的鋰離子電池的陽極材料,以及甲烷氧化催化劑。「研究人員解釋說。 「對於微波器件,Li2MoO4是有意義的,因為除了540°C的低溫度燒結之外,它還具有有利的低介電損耗。但是,Li2MoO4是水溶性的,可以在低至室溫的溫度下製造元件。「

在這種稱為室溫製造或RTF的方法中,鉬酸鋰粉末用水潤溼,並且材料的部分溶解形成水相,這有助於在壓縮過程中顆粒堆積和緻密化並避免收縮。溶解的鉬酸鋰在乾燥過程中由於水分蒸發而重結晶,可通過熱處理加速。因為不需要燒結,所以不會形成額外的變相或熱膨脹不均導致模型變形。

一旦形成固體陶瓷顆粒和飽和水相的粘性混合物,就可以使用低成本注射器式3D印表機列印樣品盤。樣品印刷有光滑表面,漿料成功擠出。

「由於擠出壓力,毛細管力和溶解的Li 2 MoO 4的重結晶,在印刷和乾燥漿料期間發生印刷部件的固結和緻密化。研究人員表示,通過在120°C加熱可確保完全乾燥後。 「微觀結構顯示印刷層沒有分層。獲得了相對高的密度和良好的介電性能,特別是當考慮不使用燒結和僅來自擠出的壓力時。預計這種方法對於類似的陶瓷和陶瓷複合材料是可行的。「

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