3D打印陶瓷材料研究进展

作为新一代成型技术,3D打印技术具有操作简单、成型速度快、精度高等优点,而采用3D打印技术制备出的多功能化陶瓷零件,在建筑、工业、医学、航天航空等领域将会得到广泛的应用,其发展前景十分广阔。主要介绍了3D打印陶瓷方面的成型技术和材料,回顾了3D打印陶瓷的发展及国内外产业状况,并对可应用于3D陶瓷的打印技术和打印材料进行了展望。     

基于快速成型技术的陶瓷零件无模制造

概述了几种近几年发展起来的陶瓷零件快速成型技术,着重介绍了它们的原理及应用于陶瓷零件制造的研究现状,比较分析了各种快速成型技术的优缺点及在产业化应用中存在的问题,并对今后该技术的发展进行了展望.     

特种陶瓷成型方法

成型技术是制备陶瓷材料的一个重要环节.特种陶瓷成型方法总的来说可分为干法成型和湿法成型两大类,干法成型包括钢模压制成型、等静压成型、超高压成型、粉末电磁成型等;湿法成型大致可分为塑性成型和胶态浇注成型两大类;近些年来固体无模成型技术在特种陶瓷的成型研究中也取得了较为快速的发展.对特种陶瓷的这些成型方法进行了简要介绍,指出了各种成型方法的优缺点,并展望了特种陶瓷成型方法的发展趋势.     

陶瓷3D打印技术及材料研究进展

综述了陶瓷3D打印技术和材料的特性及其研究进展与应用现状,重点讨论了喷墨打印技术、熔化沉积成型技术、光固化成型技术、分层实体制造技术、激光选区熔化技术/激光选区烧结技术、三维打印成型技术、浆料直写成型技术的特性和研究进展,分析了磷酸三钙陶瓷、氧化铝陶瓷、陶瓷先驱体、SiC陶瓷、Si_3N_4陶瓷、碳硅化钛陶瓷的特性和应用现状,最后指出了陶瓷3D打印技术的发展方向是与传统陶瓷工艺相结合,实现陶瓷制品的快速生产及生物陶瓷制品、高性能陶瓷功能零件的制造。     

陶瓷增材制造的研究现状与发展趋势

陶瓷材料具有优异的热学性能和力学性能,在众多领域显示出重要的应用前景。其固有的高强度、高硬度等性能却给陶瓷零件的成型带来了很多困难。将增材制造技术引入到陶瓷成型中将能有效克服上述困难,并为陶瓷材料复杂成型工艺提供了全新的可能性。本论文从陶瓷增材制造原料状态角度,综述了几种常见陶瓷增材制造技术的研究现状与进展,系统比较了各项技术在陶瓷领域应用的优缺点,并对今后陶瓷增材制造技术的发展进行了展望。     

先驱体聚合物在陶瓷增材制造中的应用进展

先驱体陶瓷具有分子结构可设计、化学组成可调控、加工成型方便、力学性能优异、易于成型复杂构件、便于实现结构/功能一体化等优点,克服了传统粉末烧结制备陶瓷材料难于设计与成型的问题,对解决航空航天、国防尖端武器装备面临的材料瓶颈问题具有重要意义。在陶瓷增材制造技术的带动下,先驱体陶瓷的发展迎来了新的契机,增材制造先驱体陶瓷的研究得到了越来越多的关注。介绍了增材制造先驱体陶瓷的研究与应用进展,总结了各类陶瓷增材制造技术的优势和不足,并对先驱体陶瓷增材制造目前存在的问题与发展趋势进行了探讨和展望。     

制备陶瓷件的快速成型技术

对制备复杂陶瓷件的快速成型技术,如分层实体制造、熔化沉积造型、形状沉积成型、立体光刻、选区激光烧结、喷墨打印等的原理,工艺和特点进行了评述。结果表明,快速成型技术有潜力制造复杂的结构陶瓷件、功能陶瓷件、生物陶瓷件和压电陶瓷件。这些技术制备的陶瓷件的性能可与传统方法制备的陶瓷件相媲美。展望了这些技术和前景。     

基于光固化技术增材制造陶瓷和金属的研究进展

增材制造是目前极具发展潜力的前沿技术之一。光固化增材技术作为增材制造的一个分支,具有高效、低能耗和成型精度高等优点,可解决传统工艺制备复杂结构金属和陶瓷存在的周期长、加工困难和成本高等问题,具有良好的经济和技术优势。光固化成型致密/多孔氧化物陶瓷已被广泛开发,并成功应用于微电子组件、光子晶体和骨科植入物等领域,但光固化非氧化物陶瓷和金属材料的应用基础理论和成型技术还未十分成熟,适宜于光固化工艺的陶瓷和金属浆料的制备仍面临很多挑战。本文综述了光固化增材制造氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和金属材料的研究进展,从浆料制备、光固化成型和后处理三个阶段分析了光固化增材制备三种材料的主要技术难点和可能的解决方案,最后指出了光固化陶瓷和金属材料的未来发展方向。     

日本开发无有机粘结剂的陶瓷成型技术

日本产业技术综合研究所先进制造工艺研究部开发出不使用有机粘结剂的陶瓷成型工艺。通过微波照射产生热量，促进陶瓷粒子进行水合反应，可制备出无有机粘结剂且保型性能优异的陶瓷成型体。利用该技术，有望在陶瓷烧结过程中，减少有机粘结剂加热分解时排出的二氧化碳。     

陶瓷注射成型工艺及进展

综述了陶瓷注射成型目前的发展状况，重点介绍了陶瓷注射成型技术的基本工艺过程，讨论了陶瓷注射成型技术的发展趋势。     

胶态无模快速成形陶瓷制件的应用及发展趋势

胶态无模快速成形陶瓷制件由于具有成形精度高、可机械加工能力好、能够制备大尺寸,复杂形状陶瓷制件等特点而备受关注。本文综述了近年来发展迅速的几种陶瓷胶态无模快速成型技术。着重介绍了各种技术的成形原理和方法、工艺过程及研究现状等,通过比较分析了不同快速成型制造技术在陶瓷零件制造中的特点及其存在的问题,对于陶瓷零件成形时不同成形技术的选择提出了一些参考意见,并结合课题组研究成果展望了胶态成形的发展趋势。     

陶瓷注射成型的关键技术及其研究现状

陶瓷注射成型是一种近净尺寸陶瓷可塑成型方法,是当今国际上发展最快、应用最广的陶瓷零部件精密制造技术.详细阐述了陶瓷注射成型技术的关键因素,重点介绍了粘结剂、注射成型及脱脂等关键工艺及其研究现状,并在此基础上评价和展望了该技术的发展前景.     

墨水直写、喷墨打印和激光直写技术及其在微电子器件中的应用

直写技术是一种新型微加工技术,其加工过程不需模板并可在亚微米至厘米范围实现材料加工成型。墨水直写、喷墨打印和激光直写作为最常用的直写技术,具有强大的二维、三维成型能力和优异的成型精度,可实现金属、陶瓷、聚合物、水凝胶等复杂构型的程序化构筑,被广泛应用于微电子、组织工程、微流控等领域。阐述了这3种直写技术的构型原理和材料选择,重点介绍了其在微电子器件制造中的应用,讨论了当前研究的难点和热点问题,并对其未来发展趋势进行了展望。     

YAG透明陶瓷胶态成型技术研究进展

从透明陶瓷成型的要求出发,比较了干压成型和胶态成型的优缺点,并对几种符合透明陶瓷成型要求的胶态成型方法进行了简要介绍。然后综述了YAG透明陶瓷胶态成型工艺国内外的研究进展,分析了胶态成型技术面临的技术难点。最后提出适合YAG透明陶瓷制备的胶态成型工艺,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

墨水直写、喷墨打印和激光直写技术及其在微电子器件中的应用

直写技术是一种新型微加工技术,其加工过程不需模板并可在亚微米至厘米范围实现材料加工成型.墨水直写、喷墨打印和激光直写作为最常用的直写技术,具有强大的二维、三维成型能力和优异的成型精度,可实现金属、陶瓷、聚合物、水凝胶等复杂构型的程序化构筑,被广泛应用于微电子、组织工程、微流控等领域.阐述了这3种直写技术的构型原理和材料选择,重点介绍了其在微电子器件制造中的应用,讨论了当前研究的难点和热点问题,并对其未来发展趋势进行了展望.     

陶瓷涂层材料及其应用

本文扼要地介绍陶瓷涂层材料及成型工艺方法。以热喷涂技术为主要成型工艺,概括性地介绍了高性能陶瓷涂层在宇航、航空及基础工业应用的部分实例,对陶瓷涂层材料的应用前景予以展望。     

精密陶瓷凝胶注模成型工艺评述

陶瓷的成型和加工问题一直是困扰无机陶瓷材料应用的主要技术难点，也是陶瓷材料研究最为重要的课题之一。上世纪九十年代初发展起来的凝胶注模成型工艺，是一种近净尺寸陶瓷成型技术，它为解决陶瓷材料的加工成型问题提供了一条有效的工艺途径。本文简要介绍了陶瓷凝胶注模工艺和陶瓷浆料的基本组成，讨论了影响聚合反应速率、浆料流变性和陶瓷坯体性能的多种因素，并对陶瓷凝胶注模成型工艺的最新进展给予了评述。     

增材制造压电陶瓷研究进展

压电陶瓷是一种可以实现机械信号和电信号相互转换的功能陶瓷。由压电陶瓷与有机相构成的复合材料具有不同的宏观连接方式, 这不仅决定了压电器件广泛的应用场合, 而且推动了压电陶瓷材料和器件多样化的成型技术发展。与传统成型技术相比, 增材制造技术的最大优势在于无需模具即可实现外形复杂的小批量样品快速成型, 这与多样化的压电陶瓷及其器件研发需求十分契合, 同时因其样品后续加工量少、原材料利用率高、无需切削液的特点, 得到了学术界和工业界的广泛关注。在陶瓷材料增材制造领域, 功能陶瓷和器件的研究仍在增长期。本文从不同增材制造技术角度, 探讨和对比现阶段无铅和含铅压电陶瓷增材制造的发展历史、原料制备、外形设计、功能特性检测及试样的应用, 并根据现阶段各增材制造技术的优、劣势对其未来进行了展望。     

熔融石英陶瓷的研究及应用进展

主要介绍了石英陶瓷的成型技术、烧结方法、添加剂对熔融石英陶瓷烧结性能的影响及其应用现状.振动压力注浆成型是在传统的注浆工艺基础上改进而成的,能显著提高陶瓷坯体的强度,而凝胶注模成型技术则非常适用于成型复杂形状的陶瓷制品,二者均为石英陶瓷比较成熟的成型技术;在烧结过程中升温速率和冷却速率是影响石英陶瓷性能的关键因素,通过添加B4C和Si3N4能显著提高石英陶瓷制品的致密度;目前石英陶瓷已广泛应用于冶金、玻璃、钢铁、航空等诸多领域.     

陶瓷胶态成型方法新进展

陶瓷粉体的胶态成型方法是制备高可靠性、大尺寸、复杂形状陶瓷部件的有效方法.介绍了陶瓷胶态成型技术方面的最新发展情况,并对它们的应用情况做出简要分析.