用于3D打印的光敏树脂先驱体制备及其陶瓷化研究

发布时间：2024-05-27 19:03

　　本文以有机光敏树脂作为液态先驱体,采用先驱体转化技术,结合数字光处理(DLP)对先驱体树脂配方3D打印成型。打印出的先驱体聚合物在特定的温度程序下裂解,成功地合成了SiOC陶瓷。所设计的树脂配方具有优异的流动性(可加工粘度0.068 Pa?s),适合进行3D打印成型并可实现陶瓷化,便于制备具有复杂形状的陶瓷材料。配方中不含溶剂,避免了溶剂挥发造成的陶瓷开裂和环境污染。通过研究光敏树脂先驱体的最佳配方组成、光固化后处理最佳时长以及裂解的最佳温度程序,制备出的复杂结构SiOC陶瓷材料,其表面平整,没有明显可见裂缝。所制备的SiOC陶瓷通过FT-IR、XRD、拉曼光谱、SEM等检测方法,分析了结构成分和物理性能。制备的陶瓷样品在长、宽、高三个方向上的平均体积收缩率为50.68%,陶瓷产率为16.19%,密度为1.33 g/cm³,孔隙率为47.37%,硬度为1.85 GPa和导热率为1.431 W/m K,是一种性能良好的多孔陶瓷材料。论文将功能性填料BN掺入上述有机光敏树脂先驱体,制备了SiOC/BN复合陶瓷。考察了BN作为填料加入先驱体树脂配方后对3D打印成型的影响...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 SiOC陶瓷简介
        1.1.1 SiOC陶瓷的特性
        1.1.2 SiOC陶瓷的制备方法
        1.1.3 SiOC陶瓷的应用
    1.2 3D打印制备陶瓷材料
        1.2.1 喷墨打印技术(IJP)
        1.2.2 浆料挤出成形技术(FDM)
        1.2.3 分层实体技术(LOM)
        1.2.4 激光烧结技术(SLS)
        1.2.5 立体光刻技术(SLA)和数字光处理技术(DLP)
    1.3 先驱体转化技术与3D打印成型
        1.3.1 先驱体转化法与3D打印技术结合制备陶瓷
        1.3.2 先驱体转化法结合3D打印在制备陶瓷过程中的问题
    1.4 课题的提出及研究内容
第2章 SiOC光敏树脂先驱体的制备及其陶瓷化
    2.1 引言
    2.2 实验原料及仪器
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器与设备
    2.3 光敏树脂先驱体配方的研究
        2.3.1 UV光敏树脂用量的选择
        2.3.2 交联剂用量的选择
        2.3.3 含硅稀释剂用量的选择
        2.3.4 3D打印先驱体聚合物后处理时长的选择
    2.4 有机先驱体聚合物煅烧裂解条件研究
        2.4.1 保温时长对先驱体聚合物的影响
        2.4.2 降温速率对先驱体聚合物的影响
    2.5 3D打印先驱体聚合物转化制备SiOC陶瓷的表征
        2.5.1 结构成分表征
        2.5.2 物理性能表征
    2.6 先驱体聚合物转化制备复杂形状SiOC陶瓷
    2.7 本章小结
第3章 掺BN的光敏树脂先驱体制备及其陶瓷化
    3.1 引言
    3.2 实验原料及仪器
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器与设备
    3.3 BN掺杂的先驱体制备及SiOC/BN陶瓷的制备
    3.4 转化条件研究
        3.4.1 填料(BN)的比例对3D打印先驱体聚合物的影响
        3.4.2 填料(BN)比例对先驱体聚合物收缩率的影响
        3.4.3 填料(BN)比例对先驱体聚合物产率的影响
    3.5 表征及物理性能的检测分析
        3.5.1 先驱体热重分析曲线(TG)
        3.5.2 陶瓷结构成分表征
        3.5.3 物理性能检测及分析
    3.6 本章小结
第4章 结论
致谢
参考文献



本文编号：3982979