一種通過3D打印制備具有周期性孔結(jié)構(gòu)的PZT鐵電陶瓷的方法

一種通過3D打印制備具有周期性孔結(jié)構(gòu)的PZT本文介紹了一種通過3D打印技術(shù)制備周期性孔結(jié)構(gòu)的PZT鐵電陶3D打印技術(shù)制備出孔徑為100-200μm的純PCL支架，然后將PZT粉末與支架組合并燒結(jié)成制50-100μmPZT/PCL復(fù)合支架。通過掃描電鏡觀察支架的形貌和孔隙結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)制備的PZT/PCL復(fù)合支架具有周期性排列的孔隙結(jié)構(gòu)，孔徑分布在50-100μm之間。初步的電測結(jié)果表明該復(fù)合支架具有PZT鐵電陶瓷提供一種新的思路和方法。關(guān)鍵詞：3D打印，PZT鐵電陶瓷，周期性孔隙結(jié)構(gòu)，電極化性能，T鐵電陶瓷是一種具有廣泛應(yīng)用前景的鐵電材料，其具有優(yōu)異的電學(xué)性能和力學(xué)性能，在傳感器、儲能、驅(qū)動器和動力學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1-3]T鐵電陶瓷方法主要基于沉淀法、模板法和溶膠凝膠法等化學(xué)合成方法，這種方法制備的孔隙結(jié)構(gòu)存在粗糙度大、孔徑分布不均勻等缺點(diǎn)。因此，尋鐵電陶瓷是非常必要的。3D打印技術(shù)作為一種新興的制造技術(shù)，可以快速、精確地制備具有復(fù)雜形貌和微米尺度的結(jié)構(gòu)，引起了在納米制造、微米制造、生物制造（聚己內(nèi)酯）3D打印支架的材料已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用[4-6]。PZT鐵電陶瓷的方法，該方法是基于3D打印技術(shù)和燒結(jié)工藝來實(shí)現(xiàn)的。PCL（Mn=8×104,Sigma-Aldrich），PZT（ShanghaiInstituteofCeramics,ChineseAcademyofSciences）100-200μmPCLPCL顆粒加入到無機(jī)玻璃模板中，經(jīng)過加熱和擠壓后，得到形狀為圓柱形的PCL支架，其直徑為φ10mm，高度為3mm，孔徑大小為100-200μm。PZT/PCLPZTPCL支架按照質(zhì)量比8:2采用熱壓成型技術(shù)將混合物塑型為直徑為φ10mm3mm的支架，這個(gè)支架是由PZT粉末和PCL支架組成的PZT/PCL復(fù)合支架。其后，該P(yáng)ZT/PCL復(fù)合5℃/min2h溫度為1300PZT/PCL復(fù)合支架通過掃描電鏡研究孔洞結(jié)構(gòu)和形貌，并性能。同時(shí)，分別采用膠體粒子大小測定儀（MalvernUK）和玻璃水測通過3D打印技術(shù)制備的PCL支架具有周期性孔隙結(jié)構(gòu)，孔徑大小100-200μm。PZT/PCL復(fù)合支架具有與模板相似的結(jié)構(gòu)，其中孔徑分布在50-100μm之間。2PZT/PCLSEM鏡下形貌?？梢钥闯?，PCL支架中得到了周期性均勻分布的圓形孔洞，并且PZT顆粒成功地填充了PCL支架中的孔洞，形成了具有周期性排列孔隙結(jié)構(gòu)的PZT/PCL復(fù)作者用極化曲線和介電常數(shù)測試了該P(yáng)ZT/PCL復(fù)合支架的電學(xué)性能3（a）和（b）所示為該復(fù)合支架在不同的施加電場下的度高達(dá)530℃，說明復(fù)合支架具有優(yōu)異的鐵電性能。44（a）PCL支架的孔徑分布4（b）PZT/PCL復(fù)合支架的孔徑分布曲線。由圖可知，孔隙PZTPCL燒結(jié)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)形變。因此，制備的PZT/PCL復(fù)合支架具有均勻分布的周期性孔隙結(jié)構(gòu)，孔徑分布在50-100μm之間。3D打印技術(shù)和燒結(jié)工藝制備了具有高品質(zhì)和周期性孔隙結(jié)構(gòu)的PZT鐵電陶瓷材