预混液成分对光固化成形氮化硅陶瓷力学性能的影响

摘要

以1,6-已二醇二丙烯酸酯(HDDA)、丙烯酸-2羟乙酯(HEA)和三甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等3种稀释剂和环氧丙烯酸酯(EA)、水性聚氨酯丙烯酸酯(PUA)、改性丙烯酸酯(WUV)及脂肪族环氧丙烯酸酯(APU)等4种预聚物为原料,加入用硅烷偶联剂KH560表面改性后的Si3N4陶瓷粉末制成Si3N4陶瓷浆料,经过光固化成形、脱脂和烧结后,得到Si3N4陶瓷.研究稀释剂的配比、预聚物种类以及固相含量φ(Si3N4)对陶瓷浆料流变性能的影响,确定合适的烧结温度,测定Si3N4陶瓷的力学性能.结果表明,将HDDA、HEA和TMPTA三者按3:1:6的质量比混合作为稀释剂,与预聚物EA制成的预混液,相对分子质量和黏度最低;φ(Si3N4)为45％的浆料光固化成形的坯体结构致密,在160℃脱脂后,未出现孔洞、裂纹等缺陷,在1750℃,压力为5 MPa条件下烧结后,所得Si3N4陶瓷的显微硬度(HV)和断裂韧性分别达到14.57 GPa和5.78 MPa·m1/2.