一种光固化3D打印制备PDC-RESiOC陶瓷的方法

本发明涉及一种光固化3d打印制备pdc-resioc陶瓷的方法，属于电磁波吸收材料。

背景技术：

1、聚合物转化陶瓷(pdcs)是一种结构/功能一体化陶瓷材料，具有低密度、耐高温、抗氧化、良好的热稳定性以及电磁性能等特点，使其在制备和加工过程中具有较好的成型性和可加工性。具体来说，通过对pdcs前驱体进行设计和热解过程进行控制来调整元素成分和晶畴结构，建立多界面、偶极子、电导损耗、磁性损耗等多重损耗机制，可实现电磁波能量的消耗。

2、目前最常见的聚合物转化陶瓷，是根据冷压烧结，但由于其制备依赖磨具，也使得其应用得不到发展，而3d打印聚合物转化陶瓷，可以使得制备的样品不受磨具限制，这也是该方法最显著的优势。

技术实现思路

1、针对现有聚合物转化陶瓷(pdcs)无法实现更好的阻抗匹配和耗散性能的问题，本发明提出一种光固化3d打印制备pdc-resioc陶瓷的方法，即采用3d打印制备预制件，运用pdc技术获得resioc陶瓷，通过控制稀土盐的含量，调整电磁参数和微波吸收性能。

2、一种光固化3d打印制备pdc-resioc陶瓷的方法，具体步骤如下：

3、(1)将四氢呋喃和三丙二醇单甲醚混匀得到溶液a，将聚砜溶解于溶液a中得到溶液b，将3-(甲基丙烯氧基)丙基三甲氧基硅烷溶解于溶液b中，加入盐酸调节溶液ph值为5.3～6.3并酸性水解12～14h得到溶液c；

4、(2)在温度45～55℃下蒸发去除溶液c中溶剂四氢呋喃，保留溶剂三丙二醇单甲醚得到溶液d；

5、(3)将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加入到溶液d中混合均匀，再依次加入苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦和稀土盐，混合均匀得到光固化预制溶液；

6、(4)根据预设计陶瓷结构，光固化预制溶液经3d打印得到3d预制件；

7、(5)3d预制件置于氩气氛围下加热至温度900～1200℃并恒温热解2～4h，得到致密pdc-resioc陶瓷。

8、所述步骤(1)四氢呋喃与三丙二醇单甲醚的体积比为1～1.1:1。

9、所述步骤(1)聚砜的添加量为溶液a的0.3～0.6wt％，3-(甲基丙烯氧基)丙基三甲氧基硅烷的添加量为溶液a的10～15wt％。

10、所述步骤(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为溶液d的5～10wt％，苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的添加量为溶液d的0.1～0.4wt％，稀土盐的添加量为溶液d的1～5wt％。

11、所述步骤(3)稀土盐为nd3(no3)2。

12、本发明pdc-resioc陶瓷改善阻抗匹配特性和电导率损失的原理：本发明采用光固化3d打印技术制备出聚合物基体，并且不受磨具影响，经过煅烧脱脂后，将聚合物转化为陶瓷，由于其工艺特殊性，因此在其表面以及结构中，产生多重反射以及散射，从而达到吸波效能。

13、本发明的有益效果是：

14、(1)本发明采用3d打印制备预制件，运用pdc技术获得resioc陶瓷，通过控制稀土盐的含量，调整电磁参数和微波吸收性能，可解决微波吸收材料无法实现更好的阻抗匹配和耗散性能的问题；

15、(2)本发明稀土盐渗入sioc陶瓷可显著降低电导率，增加孔隙率，从而改善阻抗匹配特性和电导率损失；

16、(3)本发明采用3d打印法制备的resioc陶瓷中的3d网络可为多次反射、散射微波和快速损耗微波能量提供更多空间；大量的异质界面和缺陷也可增强极化损耗；

17、(4)本发明致密pdc-resioc陶瓷由于高磁各向异性增强了磁损耗，使其具有自然共振效应。

技术特征：

1.一种光固化3d打印制备pdc-resioc陶瓷的方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述光固化3d打印制备pdc-resioc陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤(1)四氢呋喃与三丙二醇单甲醚的体积比为1～1.5:1。

3.根据权利要求1所述光固化3d打印制备pdc-resioc陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤(1)聚砜的添加量为溶液a的0.3～0.6wt％，3-(甲基丙烯氧基)丙基三甲氧基硅烷的添加量为溶液a的10～15wt％。

4.根据权利要求1所述光固化3d打印制备pdc-resioc陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤(3)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的添加量为溶液d的5～10wt％，苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦的添加量为溶液d的0.1～0.4wt％，稀土盐的添加量为溶液d的1～5wt％。

5.根据权利要求1所述光固化3d打印制备pdc-resioc陶瓷的方法，其特征在于：步骤(3)稀土盐为nd3(no3)2。

技术总结本发明涉及一种光固化3D打印制备PDC‑RESiOC陶瓷的方法，属于电磁波吸收材料技术领域。本发明将四氢呋喃和三丙二醇单甲醚混匀得到溶液A，依次将聚砜和3‑(甲基丙烯氧基)丙基三甲氧基硅烷溶解于溶液A中，酸性水解12～14h得到溶液C；在温度45～55℃下蒸发去除溶液C中溶剂四氢呋喃，保留溶剂三丙二醇单甲醚得到溶液D；将三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加入到溶液D中混合均匀，再依次加入苯基双(2,4,6‑三甲基苯甲酰基)氧化膦和稀土盐，混合均匀得到光固化预制溶液；根据预设计陶瓷结构，光固化预制溶液经3D打印得到3D预制件；3D预制件置于氩气氛围下加热至温度900～1200℃并恒温热解2～4h，得到致密PDC‑RESiOC陶瓷。本发明可通过控制稀土盐的含量，调整电磁参数和微波吸收性能。技术研发人员：魏汉军,唐路,陈思宇,陈智勇,周春林,李颖受保护的技术使用者：成都大学技术研发日：技术公布日：2024/8/27