供稿人：陈衍龙、连芩 供稿单位：西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 发布日期：2024-03-07
基于数字光处理(DLP)的还原光聚合(VPP) 具有高成形精度和表面质量的优势，成为制造复杂几何形状陶瓷部件的可行增材制造方法。氮化铝陶瓷粉末的高折射率和高吸光度使得基于DLP的VPP制备高精度的氮化铝陶瓷元件具有挑战性。
广东工业大学的伍尚华团队[1]使用粉末涂层策略（PCS）制备了铝酸钇包覆的氮化铝粉末，粉末的微观形貌及能谱图如图1所示。将普通氮化铝粉末与PCS氮化铝粉末混合光敏树脂、分散剂和光引发剂分别在球磨机中混合制备传统球磨方法（BM）浆料及粉末涂层策略（PCS）浆料。
图1 PCS氮化铝粉末的微观形貌及能谱图
对两种浆料进行固化厚度及固化精度测量，结果如图2所示，在120 mJ/cm2能量下，45 vol%固载率的PCS陶瓷悬浮液的超固化深度为44.6µm，比BM陶瓷悬浮液的超固化深度高41.59%；对比相同固化深度为40µm的BM和PCS陶瓷悬浮液单层固化样品，PCS样品的实际宽度比BM样品更接近打印模型的配置宽度，这表明PCS样品比BM加工件具有更高的固化精度。
图2 浆料固化厚度和相同固化深度陶瓷悬浮液单层固化样品图
图3 基于DLP的VPP和PCS方法制备AlN陶瓷散热器
采用基于DLP的VPP和PCS技术制备了无明显几何变形的翅片型AlN陶瓷散热器，如图3所示，该方法为氮化铝陶瓷的制备开辟了新的前景，同时，也为高折射率、高吸光度陶瓷的制备提高了思路。