基于3D打印构筑的高面间热导率氮化硼陶瓷的制备

作     者：肖兵 任燕 郑新梅 赵阳 杜雨恒 韩锐 赵必科 陈刚 黄冰雪 李光照 彭必友 XIAO Bing;REN Yan;ZHENG Xinmei;ZHAO Yang;DU Yuheng;HAN Rui;ZHAO Bike;CHEN Gang;HUANG Bingxue;LI Guangzhao;PENG Biyou

作者机构：西华大学材料科学与工程学院成都610039 成都京东方光电科技有限公司成都610039 

基　　金：四川省粉末冶金工程技术研究中心项目(SC-FMYJ2021-06) 四川省科技厅重点研发项目(2022YFG0366) 成都市龙泉驿区科技计划项目(2022-34-7) 自然资源部离子型稀土资源与环境重点实验室开放基金项目(2022IRERE402) 

出 版 物：《功能材料》 (Journal of Functional Materials)

年 卷 期：2023年第54卷第7期

页      码：7221-7229页

摘      要：氮化硼(BN)陶瓷具有高纵横比、耐高温、高导热和电绝缘性等优异性能,广泛应用于电子信息、航天航空、冶金、机械等领域。3D打印技术与传统加工方式相比具有低成本和省时等特点,是制备具有复杂三维结构陶瓷制件的重要成型技术。为此,基于自主研发的气压式新型直写3D打印材料成型平台,使用BN和聚乙烯醇(PVA)作为原料和粘结剂,制备了不同BN含量的陶瓷浆料,利用逐层堆积原理,设计并制备具有不同三维结构的陶瓷预制件,通过改变浆料的流变学特性,在打印过程中实现了BN二维纳米片在剪切力作用下的取向,得到了高面间热导率的陶瓷材料。研究了BN含量对陶瓷制件成型质量的影响,并且采用了XRD和SEM对打印得到的陶瓷材料的结构和微观形貌进行了表征。结果表明,BN/PVA 85浆料有着良好的剪切变稀特性和黏弹性,在线性黏弹性区的屈服应力达到240 Pa,适配于直写成型3D打印技术。BN在制件内部的水平取向度提高有助于增强陶瓷材料的面间热导率,其中,BN/PVA 85陶瓷制件的面间热导率约为4.3 W/(m·K)。

主 题 词：导热 3D打印 直写成型 氮化硼 聚乙烯醇 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-9731.2023.07.030

馆 藏 号：203122643...