Vol.28 No.11 赵靖等：氨化硅陶瓷粉末的选区激光烧结 。1039· 包覆陶瓷粉末所采用的固体磷酸二氢铵亦为市售 的四方体，烧结工艺参数如表3所示 成品，分析纯. 表3四方体样品的烧结工艺参数 1.2共聚物的制备方法 Table 3 Parameters for SLS of the cubic sample 按表1所示的配方合成共聚物.合成过程 激光功 光斑直扫描速度/ 扫描间 烧结层扫描 中，采用十二烷基硫酸钠作为乳化剂9：过硫酸 率/W 径mm(mms 距/mm厚/mm 方式 钾和碳酸氢钠分别作为引发剂和缓冲剂.十二烷 027 20 015 015平行线式 基硫醇作为阻聚剂，在聚合之前放入MMA与 BMA的混合液中，以阻止不同单体或同种单体之 2 实验结果及讨论 间的随意聚合，控制生成的共聚物分子大小，两 种单体聚合时，如果与空气接触会加长诱导期，引 所制备的共聚物为白色乳状物，具有较好的 发温度也会随之升高，因此在反应进行过程中，需 流动性，与水混合均匀后形成稳定的乳浊液，静置 要通入氮气保护. 24h后不分层.图1和图2分别为该共聚物的红 外光谱和DSC/TG热分析曲线. 表1共聚物制备配料表 Table 1 Components for synthesis of the copolymer 40 碳酸过硫十二烷基十二烷 5 HO MMA BMA 氢钠酸钾 30 硫酸钠基硫醇 70mL3664mL1369mL007g450g070g066mL 62192 -6.690 具体实验过程如下：将含有乳化剂和缓冲剂 10 2601 2215 m 的水溶液放入装有机械搅拌器的三颈烧瓶 5001000150020002500300035004000 (250mL)中，通入N2,15min后加入MMA,BMA 波数cm 和阻聚剂：在搅拌下混合均匀；随后加入引发剂， 图1共聚物红外吸收光谱图 反应30min后取出；整个反应体系处于恒温50℃ Fig.I Infrared absorption spectrum of the syn thesized copoly- 的水浴锅内：制备好的共聚物在30℃恒温干燥 mer 24h,磨粉后用红外吸收光谱分析共聚物的成分： 在氩气气氛下对共聚物进行DSC/TG分析. 2.0 100 13陶瓷粉末包覆处理 TG- exo 1.5 80 362.2℃ 将有机共聚物乳化液、磷酸二氢铵溶液和陶 60 DSC 瓷粉悬浮液均匀混合，采用机械混合和喷雾干燥 40102.0℃ 1430.0℃ 两种工艺进行粉末包覆处理.实验中制备了以下 20 1233.6℃ / 0 2005℃，455.7℃513.1℃ 五种不同配方的包覆粉末，如表2所示.采用 1002003004005006007000.5 S360型扫描电镜观察原始陶瓷粉末和分别用上 温度/℃ 述两种工艺处理后的包覆陶瓷粉末的表面形貌. 图2共聚物TG-DSC曲线 表2陶瓷粉末包覆方案（质量分数） Fig.2 Differential scanning calorimetry and thermal gravity Table 2 Coating schedule for the ceramic powders analysis of the copolymer 序号 氮化硅粉末 共聚物 磷酸二氢铵 根据图I所示的吸收谱峰，与PMMA和 1 90 10 0 PMBA的特征谱带对照，制备的聚合物主要由 2 80 20 0 PMMA与PBMA组成. 3 70 30 0 4 70 15 15 从图2中的DSC曲线可以看出，在温度为 5 70 0 30 102.0℃时，有一个小的吸热峰，这是所制备的共 聚物的玻璃化温度.在200.5℃和233.6℃时出 1.4陶瓷包覆粉末选区激光烧结 现的两个放热峰，则表明了聚合物由玻璃态中析 陶瓷包覆粉末激光烧结实验在北京隆源自动 出了部分晶体.由TG曲线可知，共聚物在300~ 成型公司自行生产的AFS一320成型机上进行. 400℃之间急剧失重，结合DSC曲线在362.2℃ 所甩的，CAP模型是a个40mm丫40mm丫5巴mcPu时出现了o个大的吸热峰说明聚合物在此温度ki.nc包覆陶瓷粉末所采用的固体磷酸二氢铵亦为市售 成品, 分析纯. 1.2 共聚物的制备方法 按表 1 所示的配方合成共聚物.合成过程 中, 采用十二烷基硫酸钠作为乳化剂[ 19] ;过硫酸 钾和碳酸氢钠分别作为引发剂和缓冲剂 .十二烷 基硫醇作为阻聚剂, 在聚合之前放入 MM A 与 BMA 的混合液中, 以阻止不同单体或同种单体之 间的随意聚合, 控制生成的共聚物分子大小 .两 种单体聚合时, 如果与空气接触会加长诱导期, 引 发温度也会随之升高, 因此在反应进行过程中, 需 要通入氮气保护 . 表 1 共聚物制备配料表 Table 1 Components for synthesis of the copolymer H2O MMA BMA 碳酸 氢钠 过硫 酸钾 十二烷基 硫酸钠 十二烷 基硫醇 70 mL 36.64 mL 13.69 mL 0.07 g 4.50 g 0.70 g 0.66 mL 具体实验过程如下 :将含有乳化剂和缓冲剂 的水 溶液 放入装 有机 械搅 拌器的 三颈 烧瓶 ( 250 mL) 中, 通入 N2, 15 min 后加入 MMA, BMA 和阻聚剂;在搅拌下混合均匀 ;随后加入引发剂, 反应30 min后取出;整个反应体系处于恒温50 ℃ 的水浴锅内 ;制备好的共聚物在 30 ℃恒温干燥 24 h, 磨粉后用红外吸收光谱分析共聚物的成分; 在氩气气氛下对共聚物进行 DSC/TG 分析 . 1.3 陶瓷粉末包覆处理 将有机共聚物乳化液、磷酸二氢铵溶液和陶 瓷粉悬浮液均匀混合, 采用机械混合和喷雾干燥 两种工艺进行粉末包覆处理.实验中制备了以下 五种不同配方的包覆粉末, 如表 2 所示 .采用 S360 型扫描电镜观察原始陶瓷粉末和分别用上 述两种工艺处理后的包覆陶瓷粉末的表面形貌. 表 2 陶瓷粉末包覆方案( 质量分数) Table 2 Coating schedule for the ceramic powders % 序号 氮化硅粉末 共聚物 磷酸二氢铵 1 90 10 0 2 80 20 0 3 70 30 0 4 70 15 15 5 70 0 30 1.4 陶瓷包覆粉末选区激光烧结 陶瓷包覆粉末激光烧结实验在北京隆源自动 成型公司自行生产的 AFS -320 成型机上进行. 所用的CAD 模型是一个 40 mm ×40 mm ×5 mm 的四方体, 烧结工艺参数如表 3 所示. 表 3 四方体样品的烧结工艺参数 Table 3 Parameters for SLS of the cubic sample 激光功 率/ W 光斑直 径/ mm 扫描速度/ ( mm·s -1 ) 扫描间 距/ mm 烧结层 厚/ mm 扫描 方式 15 0.27 20 0.15 0.15 平行线式 2 实验结果及讨论 所制备的共聚物为白色乳状物, 具有较好的 流动性, 与水混合均匀后形成稳定的乳浊液, 静置 24 h 后不分层 .图 1 和图 2 分别为该共聚物的红 外光谱和 DSC/TG 热分析曲线. 图 1 共聚物红外吸收光谱图 Fig.1 Infrared absorption spectrum of the synthesi zed copoly￾mer 图 2 共聚物 TG-DSC 曲线 Fig.2 Differential scanning calorimetry and thermal gravity analysis of the copolymer 根据图 1 所示 的吸收谱峰, 与 PM MA 和 PMBA 的特征谱带对照, 制备的聚合物主要由 PMMA 与 PBMA 组成. 从图 2 中的 DSC 曲线可以看出, 在温度为 102.0 ℃时, 有一个小的吸热峰, 这是所制备的共 聚物的玻璃化温度.在 200.5 ℃和 233.6 ℃时出 现的两个放热峰, 则表明了聚合物由玻璃态中析 出了部分晶体.由 TG 曲线可知, 共聚物在 300 ～ 400 ℃之间急剧失重, 结合 DSC 曲线在 362.2 ℃ 时出现了一个大的吸热峰, 说明聚合物在此温度 Vol.28 No.11 赵 靖等:氮化硅陶瓷粉末的选区激光烧结 · 1039 ·