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Alumina Ceramicsの押し出しフリーフォーム印刷には、低コスト、短いサイクル時間、および高いカスタマイズの利点があります。ただし、セラミックペーストの低い固体含有量や純粋なアルミナセラミックの不十分な機械的特性など、いくつかの問題が存在します。この研究では、SICナノ粒子をアルミナセラミックマトリックスに追加する補強相として使用しました。メチルセルロースは、原料システムのバインダーとして使用されます。ポリアクリル酸アンモニウムは、スラリーのレオロジー特性を変化させ、セラミックの固体含有量を増加させる分散剤として使用されます。SICナノ粒子が強化されたアルミナセラミックは、押出プロセスによって正常に調製されました。セラミックスラリーの相対的な沈降の高さと粘度が特徴付けられました。複合セラミックの焼結収縮をテストしました。セラミックの曲げ強度、骨折の靭性、硬度が特徴付けられました。複合セラミックの強化と強化メカニズムは、微視的な形態分析によってさらに説明されました。実験結果は、分散剤の含有量が1 wt。％の場合、スラリーのレオロジー特性が最適であることを示しています。最大測定された曲げ強度（227 MPa）および骨折の靭性（5.35 MPa・m1/2）に到達し、8 wt％SICナノ粒子を追加しました。純粋なアルミナセラミックと比較して、曲げ強度と骨折の靭性はそれぞれ42％と41％増加しました。この研究は、セラミック複合部品を準備するための低コストで効果的な方法を提供します。
Alumina Ceramicsの押し出しフリーフォーム印刷には、低コスト、短いサイクル時間、および高いカスタマイズの利点があります。ただし、セラミックペーストの低い固体含有量や純粋なアルミナセラミックの不十分な機械的特性など、いくつかの問題が存在します。この研究では、SICナノ粒子をアルミナセラミックマトリックスに追加する補強相として使用しました。メチルセルロースは、原料システムのバインダーとして使用されます。ポリアクリル酸アンモニウムは、スラリーのレオロジー特性を変化させ、セラミックの固体含有量を増加させる分散剤として使用されます。SICナノ粒子が強化されたアルミナセラミックは、押出プロセスによって正常に調製されました。セラミックスラリーの相対的な沈降の高さと粘度が特徴付けられました。複合セラミックの焼結収縮をテストしました。セラミックの曲げ強度、骨折の靭性、硬度が特徴付けられました。複合セラミックの強化と強化メカニズムは、微視的な形態分析によってさらに説明されました。実験結果は、分散剤の含有量が1 wt。％の場合、スラリーのレオロジー特性が最適であることを示しています。最大測定された曲げ強度（227 MPa）および骨折の靭性（5.35 MPa・m1/2）に到達し、8 wt％SICナノ粒子を追加しました。純粋なアルミナセラミックと比較して、曲げ強度と骨折の靭性はそれぞれ42％と41％増加しました。この研究は、セラミック複合部品を準備するための低コストで効果的な方法を提供します。
Extrusion-free-form printing of alumina ceramics has the advantages of low cost, short cycle time, and high customization. However, some problems exist, such as the low solid content of ceramic paste and the unsatisfactory mechanical properties of pure alumina ceramics. In this study, SiC nanoparticles were used as a reinforcement phase added to the alumina ceramic matrix. Methylcellulose is used as the binder in the raw material system. Ammonium polyacrylate is used as a dispersant to change the rheological properties of the slurry and increase the solid content of ceramics. SiC nanoparticle-strengthened alumina ceramics were successfully prepared by the extrusion process. The relative settling height and viscosity of ceramic slurries were characterized. The sintering shrinkage of composite ceramics was tested. The flexural strength, fracture toughness, and hardness of the ceramics were characterized. The strengthening and toughening mechanisms of the composite ceramics were further explained by microscopic morphology analysis. Experimental results show that when the content of the dispersant is 1 wt.%, the rheological properties of the slurry are the best. Maximum measured bending strength (227 MPa) and fracture toughness (5.35 MPa·m1/2) were reached by adding 8 wt% SiC nanoparticles; compared with pure alumina ceramics, flexural strength and fracture toughness increased by 42% and 41%, respectively. This study provides a low-cost and effective method for preparing ceramic composite parts.
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