基于光刻技术的透明光学陶瓷三维投影技术研究

[上述图像]高度透明的钇铝石榴石陶瓷，3D结构，通过光刻印刷方法创建。信用：张和吴

通常当应用需要光学透明材料时，研究人员将玻璃或塑料作为溶液转向。然而，近年来，透明陶瓷的进步已经向新选择开辟了大门。

透明陶瓷是一种特殊的陶瓷，具有独特的透明特性，它来自于紧密堆叠的结晶颗粒的微观结构，允许光以最小的散射传播。透明陶瓷已在许多技术中得到应用，包括闪烁体、红外圆顶、透明窗户、激光增益介质、灯罩、荧光粉、高功率LED灯和光电器件。

迄今为止，使用最广泛的制造透明陶瓷方法是粉末压制和浆料铸造。然而，为了满足行业日益增长的定制制造需求，研究人员越来越有兴趣使用添加剂制造或3D印刷方法处理透明陶瓷。

在一个最近的论文张广然，美国阿尔弗雷德大学研究生，纽约州立大学帝国创新教授欧南吴演示了如何高度透明的钇铝石榴石(Y_3.AL._5.O._12.）可以通过基于光刻的数字投影方法制造陶瓷。

Zhang和Wu使用Lithoz的CeraFab 8500商用3D打印机进行逐层打印，然后将陶瓷进行120℃预处理，500℃脱粘，1000℃预烧结，1750℃真空烧结。

通过添加剂制造制造透明陶瓷的一些挑战是在脱脂和烧结步骤期间起泡和开裂的问题。为了克服这些问题，张和吴推出了多个逐步加热型材以达到逐步温度，然后在适当的温度下进行一次步骤预烧结过程_4.AL.₂O._9.(山药)阶段形成。YAM充当连接铝的“粘合剂”₂O._3.和Y₂O._3.陶瓷粉，可以防止在最终烧结过程中鼓泡和裂缝。

完全致密的陶瓷是高度透明的，没有失真的原始设计几何。最终，“我们相信，增材制造技术将在未来根据具体应用实现大规模定制复杂结构和可伸缩透明陶瓷，”张和吴说。

本文发表在添加剂制造， 是 ”基于光刻的数字投影的透明陶瓷的三维印刷“（DOI：10.1016 / J.addma.2021.102271）。