供稿人：陳衍龍、連芩 供稿單位：西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 發(fā)布日期：2024-03-07
基于數(shù)字光處理(DLP)的還原光聚合(VPP) 具有高成形精度和表面質(zhì)量的優(yōu)勢，成為制造復(fù)雜幾何形狀陶瓷部件的可行增材制造方法。氮化鋁陶瓷粉末的高折射率和高吸光度使得基于DLP的VPP制備高精度的氮化鋁陶瓷元件具有挑戰(zhàn)性。
廣東工業(yè)大學(xué)的伍尚華團(tuán)隊(duì)[1]使用粉末涂層策略（PCS）制備了鋁酸釔包覆的氮化鋁粉末，粉末的微觀形貌及能譜圖如圖1所示。將普通氮化鋁粉末與PCS氮化鋁粉末混合光敏樹脂、分散劑和光引發(fā)劑分別在球磨機(jī)中混合制備傳統(tǒng)球磨方法（BM）漿料及粉末涂層策略（PCS）漿料。
圖1 PCS氮化鋁粉末的微觀形貌及能譜圖
對兩種漿料進(jìn)行固化厚度及固化精度測量，結(jié)果如圖2所示，在120 mJ/cm2能量下，45 vol%固載率的PCS陶瓷懸浮液的超固化深度為44.6μm，比BM陶瓷懸浮液的超固化深度高41.59%；對比相同固化深度為40μm的BM和PCS陶瓷懸浮液單層固化樣品，PCS樣品的實(shí)際寬度比BM樣品更接近打印模型的配置寬度，這表明PCS樣品比BM加工件具有更高的固化精度。
圖2 漿料固化厚度和相同固化深度陶瓷懸浮液單層固化樣品圖
圖3 基于DLP的VPP和PCS方法制備AlN陶瓷散熱器
采用基于DLP的VPP和PCS技術(shù)制備了無明顯幾何變形的翅片型AlN陶瓷散熱器，如圖3所示，該方法為氮化鋁陶瓷的制備開辟了新的前景，同時(shí)，也為高折射率、高吸光度陶瓷的制備提高了思路。