高效3D打印透明陶瓷：钇铝石榴石

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分类：打印案例
发布时间：2023-03-27 14:15
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透明陶瓷材料自20世纪60年代左右开始发展，美国通用电气公司于1959年研发制备了具有透光性的氧化铝陶瓷，打破了陶瓷不透明的概念，自此之后，各国研究者开始了对透明陶瓷的研究工作。1984年，荷兰人De With G首次合成了钇铝石榴石（YAG）前驱体粉末，通过冷等静压成型和真空烧结，成功制备出YAG透明陶瓷，且其陶瓷密度与理论密度几乎一致，透光性达到了50%-80%，直至今日，YAG透明陶瓷已在各个领域得到发展和应用，并具有不可限量的发展前景。

钇铝石榴石的熔点较高，耐热性好，且化学稳定性好，不溶于水、硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸等，只有在 250℃以上才能够溶于磷酸。钇铝石榴石为立方晶体结构，呈现各向同性的特征，与光相互作用时不发生双折射现象。钇铝石榴石声子能量低，可以降低无辐射跃迁的概率，进而提高发光量子效率。钇铝石榴石光学透过性范围较宽，包含了少部分紫外光、全部可见光及部分红外光。综合了众多优异特性的 YAG 满足作为激光材料的要求，是理想的激光基质材料之一。

与传统陶瓷材料的制备过程类似，钇铝石榴石透明陶瓷在制备加工时也包括三个主要步骤：粉体制备→坯体成型→陶瓷烧结。3D打印工艺提供了一种钇铝石榴石陶瓷坯体成型的新的解决方案，通过制备特定的陶瓷浆料，采用简单高效的方法制备出具有一定强度、密度分布均匀且形状规则精细的坯体。相较于传统制备方法，3D打印钇铝石榴石具有更高的生产效率和成型质量，中国九游会科技团队采用团队自主研发的DLP 3D打印机制备了钇铝石榴石陶瓷件，提供了一种低成本、高效率的制备YAG透明陶瓷的新的解决方案。