【摘 要】
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铕镝掺杂铝酸锶(SrAl2O4:Eu2+,Dy3+)是一种长余辉发光材料,能持续较长时间发光状态,近年来被用作制备琉璃工艺品。当前制作结构复杂的琉璃工艺品的方法主要是脱蜡铸造法,需要
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铕镝掺杂铝酸锶(SrAl2O4:Eu2+,Dy3+)是一种长余辉发光材料,能持续较长时间发光状态,近年来被用作制备琉璃工艺品。当前制作结构复杂的琉璃工艺品的方法主要是脱蜡铸造法,需要制作数种不同材质的模具。整个流程包含十余道工序,制作难度大、生产成本高而且成功率相对较低。基于这种情况,本课题致力于自行研制一种低粘度的新型光敏树脂为分散介质,进而开发一种高固含量、适用于3D打印(光固化立体成型或数字光处理)的琉璃/光敏树脂浆料,通过优化3D打印参数和脱脂烧结工艺得到高质量、外形复杂的琉璃样品。优化后的光敏树脂各成分配比为2 wt.%光引发剂、18 wt.%预聚物、80 wt.%活性稀释剂。这种光敏树脂在所有制备的光敏树脂中流动性最佳,并被应用于后续的实验环节。本文探讨了琉璃粉末含量、分散剂含量、粉末粒径以及制备方法对琉璃/光敏树脂浆料粘度的影响。结果表明,使用三辊研磨机可以成功制备固含量78wt.%,粘度小于3000 m Pa·s的琉璃/光敏树脂浆料。先后使用了两款3D打印机:Form 2和DLP 800d对制得的琉璃浆料进行3D打印测试。由于DLP 800d打印机激光功率更高、工艺参数可调,进而可以调节浆料的固化深度,最终打印出质量更高的琉璃生坯。优化的打印参数如下:层厚50μm,曝光时间7000 ms,亮度65。接下来对琉璃生坯的脱脂烧结工艺进行了探索。边长8 mm、固含量78 wt.%的实心正方体在去除琉璃生坯内的全部有机物后依旧可以维持原样品外观。可行的脱脂工艺如下:室温至50℃之间以约2℃/min的速率进行升温,50-500℃之间以0.1℃/min的速度升温,500℃至600℃以约2℃/min进行升温,在整个加热过程中辅以一定的保温时间。随后在1400℃、180 MPa(氩气气氛)的状态下进行热等静压烧结6 h,可以获得致密度96.26%,硬度为845.1 HV的琉璃样品,样品在X轴、Y轴和Z轴方向的线性收缩率分别是8.50%、7.50%和10.50%。本课题围绕着3D打印琉璃材料开创性地进行了一系列研究和分析,获得了致密度相对较高的琉璃样品,证明了使用DLP技术制备琉璃工艺品的可行性。
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