本發明屬于特種功能陶瓷技術領域，具體涉及一種3D打印用氧化鋁陶瓷漿料及其制備方法和應用。
背景技術：
3D打印技術于上世紀80年代誕生于美國，其突破了傳統的加工模式，被認為是近20年制造技術領域的一次重大突破。3D打印技術是依據CAD三維建模、通過材料的逐層疊加堆積直接獲得實體部件的技術，也被稱為“增量技術”、“堆積技術”等。與傳統的制造技術相比，3D打印技術的制造速度更快，并可直接制造出任意復雜形狀的部件，是非常有應用前景并符合未來技術發展趨勢的制造技術，受到國內外很多學者的關注。目前，3D打印技術已在高分子、金屬材料領域得到較好的應用和發展，在陶瓷材料領域也不斷取得一些技術突破。20世紀90年代中期，研究者們就開始嘗試通過3D打印技術成型陶瓷部件，目前已取得顯著的研究進展。目前主要是采用激光的方法制備出了一些陶瓷部件，但是針對光固化成型陶瓷，目前國內尚未見報道。3D打印技術在制造陶瓷材料方面具有很大優勢，不依賴復雜模具和機械加工，并可根據材料不同的性能要求，開發出不同結構的陶瓷材料，這為復雜形狀的部件制造提供了一種新的成型方法。
眾所周知，先進陶瓷光固化成型的首要前提是可聚合的陶瓷料漿的制備。陶瓷料漿的性能不僅影響著隨后的成型、預燒和燒結，還與原料的利用率、工藝效率和冷加工成本等密切關聯。如何制備出能夠光固化成型的、適用于3D打印技術的陶瓷料漿，是特種功能陶瓷技術領域亟待解決的主要課題。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種3D打印用氧化鋁陶瓷漿料，具有固相含量高的特點，本發明同時提供其制備方法和應用。
本發明所述的3D打印用氧化鋁陶瓷漿料，由以下重量百分數的原料制成：
其中，所述的氧化鋁配方料由以下重量百分數的原料制成：
所述的3D打印用氧化鋁陶瓷漿料的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備氧化鋁配方料：按配方量分別稱取氧化鋁、氧化鑭、氧化鈮、氧化釔粉體，依次加入裝有氧化鋁研磨球的球磨罐中，其中，料球比為1：2，加入研磨介質，球磨4h后，干燥待用；
(2)氧化鋁陶瓷料的制備：首先，將聚丙烯加熱到180-200℃，保溫30-40min；然后，降溫至160-175℃，加入硬脂酸，保溫至完全溶解；再降溫至130-150℃，加入石蠟，140-160℃下混合均勻，將干燥的氧化鋁配方料分批次加入，攪拌均勻后，得氧化鋁陶瓷漿料。
所述的研磨介質為水。
氧化鋁陶瓷料的制備優選為：
首先，將稱量好聚丙烯加熱到180-200℃，使其由白色粒狀變為無色的稠狀物質；然后，降溫至160-175℃，加入硬脂酸，硬脂酸完全溶解后，冷至130-150℃，加入石蠟，140-160℃下混合均勻，呈白色粘稠狀，將干燥后的氧化鋁配方粉體分批次加入到上述粘稠狀混合物中，用攪拌機攪拌均勻，得氧化鋁陶瓷漿料。
所述的分批次優選為2-4次。
所述的3D打印用氧化鋁陶瓷漿料有兩種應用形式：第一種，氧化鋁陶瓷漿料采用3D打印機直接成型各種個性化、復雜化、特殊化和高難度的異型精密部件；第二種，將氧化鋁陶瓷漿料制備成氧化鋁增材，應到用熔融沉積3D打印機上制備陶瓷材料。
所述的氧化鋁增材的制備方法如下：
將氧化鋁陶瓷漿料通過雙螺桿擠出機在170-190℃下擠出拉長為直徑1.75mm的細長條，然后在設備附帶的水槽中冷卻，成為氧化鋁陶瓷增材。
綜上所述，本發明的有益效果如下：
(1)本發明制備的氧化鋁陶瓷漿料固相含量高，最高可達85％，適用于直接成型各種個性化、復雜化、特殊化和高難度的異型精密部件。
(2)將本發明氧化鋁陶瓷漿料制成氧化鋁增材，能夠直接在熔融沉積3D打印機上使用。
(3)本發明所述的制備方法，簡單易實施。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明。
實施例中用到的所有原料除特殊說明外，均為市購。
實施例1
制備氧化鋁粉體的固含量85％的氧化鋁陶瓷漿料及增材：
(1)制備氧化鋁配方料：利用電子天平(精度0.01g)稱取球形氧化鋁陶瓷粉1700g、氧化鑭粉體1.7g、氧化鈮粉體3.4g、氧化釔粉體1.7g，依次加入裝有氧化鋁研磨球的球磨罐中，料球比1：2，加入1000g水作為研磨介質，球磨4h后，干燥待用。
(2)氧化鋁陶瓷料的制備：利用電子天平稱量聚丙烯粉體220g加熱到190℃，使其由白色粒狀變為無色的稠狀物質；降溫至170℃，加入硬脂酸40g，硬脂酸完全溶解后，冷至140℃加入石蠟40g，繼續加熱至150℃，保溫至混合均勻，呈白色粘稠狀物質。將干燥的氧化鋁配方料分三次加入到上述粘稠狀物質中，用攪拌機攪拌均勻，得氧化鋁陶瓷料。
(3)氧化鋁增材的制備：設定雙螺桿擠出機的溫度，調節其在180℃，通過雙螺桿擠出機將氧化鋁陶瓷料再次混料并將料擠出拉長為直徑1.75mm的細長條，在設備附帶的水槽中冷卻，成為氧化鋁增材。
實施例2
制備氧化鋁粉體的固含量80％的氧化鋁陶瓷漿料及增材：
(1)制備氧化鋁配方料：利用電子天平(精度0.01g)稱取球形氧化鋁陶瓷粉1600g、氧化鑭粉體1.6g、氧化鈮粉體3.2g、氧化釔粉體1.6g，依次加入裝有氧化鋁研磨球的球磨罐中，料球比1：2，加入1000g水作為研磨介質，球磨4h后，干燥待用。
(2)氧化鋁陶瓷料的制備：利用電子天平稱量聚丙烯粉體180g加熱到180℃，使其由白色粒狀變為無色的稠狀物質；降溫至160℃，加入硬脂酸20g，硬脂酸完全溶解后，冷至130℃加入石蠟200g，繼續加熱至150℃，保溫至混合均勻，呈白色粘稠狀物質。將干燥的氧化鋁配方料分兩次加入到上述粘稠狀物質中，用攪拌機攪拌均勻，得氧化鋁陶瓷料。
(3)氧化鋁增材的制備：設定雙螺桿擠出機的溫度，調節其在170℃，通過雙螺桿擠出機將氧化鋁陶瓷料再次混料并將料擠出拉長為直徑1.75mm的細長條，在設備附帶的水槽中冷卻，成為氧化鋁增材。
實施例3
制備氧化鋁粉體的固含量75％的氧化鋁陶瓷漿料及增材：
(1)制備氧化鋁配方料：利用電子天平(精度0.01g)稱取球形氧化鋁陶瓷粉1500g、氧化鑭粉體1.5g、氧化鈮粉體3.0g、氧化釔粉體1.5g，依次加入裝有氧化鋁研磨球的球磨罐中，料球比1：2，加入1000g水作為研磨介質，球磨4h后，干燥待用。
(2)氧化鋁陶瓷料的制備：利用電子天平稱量聚丙烯粉體220g加熱到200℃，使其由白色粒狀變為無色的稠狀物質；降溫至180℃，加入硬脂酸80g，硬脂酸完全溶解后，冷至160℃加入石蠟200g，150℃保溫至混合均勻，呈白色粘稠狀物質。將干燥的氧化鋁配方料分四次加入到上述粘稠狀物質中，用攪拌機攪拌均勻，得氧化鋁陶瓷料。
(3)氧化鋁增材的制備：設定雙螺桿擠出機的溫度，調節其在190℃，通過雙螺桿擠出機將氧化鋁陶瓷料再次混料并將料擠出拉長為直徑1.75mm的細長條，在設備附帶的水槽中冷卻，成為氧化鋁增材。