編號(hào)：FTJS10588
篇名：綠色氧化鋯(ZrO2)陶瓷飾品材料的光固化3D打印成形研究
作者：武嘉欣 劉穎潔 蔡濱旭 杜兆陽(yáng) 李正
關(guān)鍵詞： 綠色氧化鋯(ZrO2)陶瓷 陶瓷首飾 光固化3D打印
機(jī)構(gòu)： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）珠寶學(xué)院 湖北省珠寶工程技術(shù)研究中心
摘要： 彩色氧化鋯(ZrO2)陶瓷以其豐富的色彩,金屬光澤以及優(yōu)良生物親和性等特點(diǎn),在裝飾材料以及藝術(shù)品領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。受限于氧化鋯陶瓷的高強(qiáng)度和高硬度,復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷飾品對(duì)模具要求高,成本高周期長(zhǎng),不利于個(gè)性化定制。激光立體光刻(SLA)作為一種無(wú)需模具的高精度3D打印技術(shù),在復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的個(gè)性化陶瓷飾品制造上極具潛力。然而該技術(shù)在打印高吸光度、高折射率彩色氧化鋯材料方面還存在很多挑戰(zhàn),主要在于深色氧化鋯的紫外光吸收性以及高折射率導(dǎo)致的光散射,進(jìn)而造成固化層厚度小,容易分層甚至難以成形。本文基于SLA技術(shù),以綠色氧化鋯為研究對(duì)象,在綠色氧化鋯光固化陶瓷漿料中引入低折射率SiO2作為紫外光傳導(dǎo)介質(zhì),降低陶瓷漿料固液界面折射率差值以減少散射,增強(qiáng)紫外光透射,并通過流變力學(xué)、光固化動(dòng)力學(xué)、物相結(jié)構(gòu)、致色機(jī)理、力學(xué)性能等分析,優(yōu)化打印成形工藝與脫脂燒結(jié)工藝,最終確定以15 vol.%SiO2摻入的綠色氧化鋯色彩與力學(xué)綜合性能表現(xiàn)較好。綜上,通過在綠色氧化鋯陶瓷漿料中加入15 vol.%SiO2,在1450℃下燒結(jié)可以制備出色彩飽滿,力學(xué)性能良好的復(fù)雜結(jié)構(gòu)陶瓷飾品,滿足綠色氧化鋯陶瓷首飾在穿戴過程中的審美要求和實(shí)用性需求,并為彩色氧化鋯陶瓷3D打印成形提供了新思路。
