1. 研究目的与意义
背景：氧化锆陶瓷具有高强度、高韧性、耐磨损、抗腐蚀以及良好的生物相容性等优点，被广泛用于航空航天、机械以及生物植入体等领域。目前用于制备复杂氧化锆陶瓷零部件的工艺都需要用到模具，而传统的成型方式如干压成型、等静压成型及注浆成型等不能满足对小型精密复杂件的制造要求，而且模具成本高、制造周期长、后续加工成本高这些问题，大大限制了氧化锆陶瓷的工业应用。[1]近年来，增材制造(AM)已成为一种用于构建陶瓷原型的高效制造技术，提高了尺寸精度，提高了时间效率，降低了成本。为揭示AM工艺氧化锆陶瓷零件的底层形成机理，提高零件的性能，开展了大量的研究工作。尽管取得了这些成就，但仍存在一些尚未解决的问题，如气孔、裂纹、咖啡色等，阻碍了AM工艺在氧化锆零件制造中的应用。[2]
光固化成形在整套成形工艺中处于核心地位，其原理是利用具有光固化特性的液态光敏材料作为粘接剂，将分散在其中的陶瓷粉末粘接在一起，形成具有一定三维形状的陶瓷打印件，而后将零件取出进行后续的去除支撑和清洗步骤，得到陶瓷坯体。光固化成形步骤直接决定了陶瓷零件的形状尺寸及其相应的精度，因此国内外针对光固化成形也做出了相应的研究。在关于陶瓷浆料光固化成形工艺中，利用Beer-Lambert定律能够有效且准确地描述出成形参数和成形尺寸的关系，SLA和DLP成形技术均适用Beer-Lambert定律。Griffith等[3]于1996年提出了利用SLA光固化技术的自由成形陶瓷工艺，研究了二氧化硅、氧化铝和氮化硅三种材料的光固化性能，制备出了陶瓷体积含量为50%的浆料，并使用SLA光固化工艺成形，利用Beer-Lambert定理确定曝光输入能量与固化厚度的关系，经过后续脱脂和烧结工艺得到了致密化的陶瓷零件；Chartier等[4]研究了SLA光固化成形中二氧化硅浆料介质在聚合反应中的流变性能对成形精度（固化深度和固化宽度）的影响，在低固含量（lt;10vol.%）浆料体系中，二氧化硅含量对光聚合反应没有产生影响，而在高固含量体系中，颗粒间以及颗粒与单体间的相互作用会降低树脂材料的聚合速率和聚合度，根据Beer-Lambert定理可根据光强输入量推算出固化深度、固化宽度随着浆料中粉末的含量上升而增加；周伟召等[5]利用SLA光固化成形工艺对水基陶瓷浆料进行了工艺参数（激光功率和激光扫描速度）的研究，结合Beer-Lambert定律拟合出单条固化线厚度与输入能量的关系，用于选择相应的成形工艺，并提出对激光扫描成形线宽度进行补偿，以进一步提高成形精度；Susan等[6]研究了光固化使用的浆料中光引发剂和紫外吸收剂的浓度对固化深度和固化宽度的影响，研究表明固化深度与固化宽度都与能量输入量呈半对数关系，而后进一步地研究了陶瓷浆料中的光线散射对聚合宽度和聚合深度的关系，即固化深度及固化宽度与能量输入遵循准Beer-Lambert方程，对于高度散射的氧化铝浆料，固含量的增加导致光强衰减系数的增大。
2. 研究内容和预期目标
本文以下置式DLP光固化增材制造成形技术为基础，进行氧化锆陶瓷光固化成形工艺路线的研究，研究内容如下：
（1）在第二章中，对氧化锆陶瓷浆料的配制过程和原材料进行分析，研究陶瓷浆料的稳定机理，从分散剂、氧化锆陶瓷粉末颗粒粒径及形状、陶瓷固含量和浆料温度等参数出发展开研究，保证氧化锆陶瓷浆料具备较低的粘度、较好的流动性、光固化可成形性和尽可能高的固含量等性质，从而得到最适合陶瓷光固化成形所适用的陶瓷浆料配制工艺路线；
3. 研究的方法与步骤
研究方法：
陶瓷光固化3D打印由浆料制备、光固化成形、坯体热脱脂和烧结四个步骤组成：
4. 参考文献
[1] 吴子薇. 基于光固化成型的ZrO2陶瓷增材制造工艺研究[D]. 广东:广东工业大学,2018. DOI:10.7666/d.D01523758.
[2] 孙文彬. 面向增材制造的氧化锆陶瓷浆料制备研究[D]. 河北:河北工业大学,2020.
[3] 顾凯杰. 氧化锆陶瓷浆料制备及其光固化增材制造研究[D]. 江苏:南京航空航天大学,2019.
5. 计划与进度安排
第一阶段（第1～4周）：2月20日～3月19日
文献检索，论文开题，写出开题报告；
