Al2O3/ZrO2陶瓷浆料的光固化动力学
2021-06-02侯宇婷焦守政马克明
沈阳航空航天大学学报 2021年2期
关键词:体系
侯宇婷,焦守政,马克明,陆 春
(1.沈阳航空航天大学 材料科学与工程学院,沈阳 110136;2.广西民族大学 化学化工学院,南宁 530006)
Al2O3陶瓷以其高强度、高耐热性、高化学稳定性、原料广泛、价格低廉等优异特点,被广泛应用在航空、医疗、机械、电子、光学等领域[1-3]。但其内部化学键是具有极大方向性的离子键,导致Al2O3陶瓷材料韧性小、裂纹敏感性强[4]。大量研究表明,ZrO2增韧Al2O3陶瓷(ZTA)拥有消除ZrO2和Al2O3个体局限性的优势[5-6],具有丰富的生物相容性、耐磨性、断裂韧性等。陶瓷光固化3D打印技术作为近年来越来越受重视的一种陶瓷快速成型技术已经可以用来打印氧化铝[7]、氧化锆[8]、羟基磷灰石[9]等性能更加优异的陶瓷,并广泛应用于医学、机械、工业等领域[10]。在利用光固化3D打印技术制备Al2O3/ZrO2复合陶瓷时,发现ZrO2的加入会加剧固化的难度,为了确定其固化参数,利用差热扫描量热(DSC)原理监测光固化反应的动力学过程和评估反应活性是一种方便且有效的方法。许多学者运用差热扫描量热法(DSC)研究了光固化体系的结构转化及能量变化。Esposito等[11]利用DSC法研究了硅氧烷改性丙烯酸树脂体系的自由基光聚合动力学,建立并验证了其反应动力学模型,证明了不易受氧阻聚影响的单体和硫醇的加入会使氧气与自由基结合的速率降低,从而获得更高的反应速率和转化率。根据Kissinger[12]建立的有热量变化的反应的动力学方程模型,即通过采集温度—时间的关系数据计算反应的活化能并提出从DSC分析峰的形状确定其反应级数的方法,进一步推导出指前因子。……
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