CN113878113A - 一种陶瓷-不锈钢复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷‑不锈钢复合材料及其制备方法，所述陶瓷‑不锈钢复合材料以陶瓷粉体和不锈钢粉体均匀混合后的复合粉体为骨料，通过添加有机添加剂均匀包裹复合粉体配置成高固相含量、稳定均匀的热塑性颗粒料，然后通过3D打印技术成型陶瓷‑不锈钢复合材料素坯，最后对成型的坯体进行脱脂、烧结制备得到陶瓷‑不锈钢复合材料。本发明通过乙烯‑醋酸乙烯共聚物(EVA)和高密度聚乙烯(HDPE)协同增效，两者以不同的方式嵌入复合粉体表面，增加了化合物电位的传递方式，阻止浆料中有机添加剂偏析，提高了低温下浆料的均匀性，改善浆料的流动性能和成型性能，保证复合材料素坯的强度以及素坯在脱脂过程中坯体的形状不发生变化。

Description

一种陶瓷-不锈钢复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料及增材制造技术领域，特别是涉及一种陶瓷-不锈钢复合材料及其制备方法。
背景技术
陶瓷-不锈钢复合材料是将陶瓷和不锈钢两类不同性质的材料，通过物理或化学的方法结合组成的新材料，各种材料在性能上取长补短，产生协同效应，具有高硬度、高耐磨性、高导热性、线膨胀系数低、尺寸稳定性好等众多优异的性能，广泛应用于电子封装、精密仪器、航空航天等领域。
目前，陶瓷-不锈钢复合材料常用的制备方法主要有粉末冶金法、搅拌铸造法等。这些传统的制备技术高度依赖模具，且生产的产品形状种类受限，即使能够制备较为复杂的产品，其制造成本(劳动力成本、原材料成本等)随着产品形状的复杂程度增加而急剧提高。相比之下，3D打印技术摆脱了传统制备方法对模具的严重依赖，突破了几何构型的限制，可成型任何形状的产品，简化产品的制造流程，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷-不锈钢复合材料及其制备方法，以陶瓷粉体和不锈钢粉体均匀混合后的复合粉体为骨料，添加包含石蜡、乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯和硬脂酸的有机添加剂，采用密炼法制备高固相含量、稳定均匀的热塑性陶瓷-不锈钢复合颗粒料，然后通过3D打印技术成型陶瓷-不锈钢复合材料素坯，最后对成型的坯体进行脱脂、烧结制备得到所述陶瓷-不锈钢复合材料。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种陶瓷-不锈钢复合材料，按总质量百分含量为100％计，组成成分为：40～50％的陶瓷粉体、50～60％的不锈钢粉体。
按总质量百分含量为100％计，所述陶瓷-不锈钢复合材料的原料包括55～60％陶瓷-不锈钢复合粉体和40～45％的有机添加剂；按总质量百分含量为100％计，陶瓷-不锈钢复合粉体中组成成分为：40～50％的陶瓷粉体、50～60％的不锈钢粉体；按总质量百分含量为100％计，所述有机添加剂包括：35～45％石蜡、30～35％乙烯-醋酸乙烯共聚物、15～20％高密度聚乙烯和5～10％硬脂酸。
所述陶瓷-不锈钢复合材料以陶瓷粉体和不锈钢粉体均匀混合后的陶瓷-不锈钢复合粉体为骨料，通过添加有机添加剂均匀包裹复合粉体配置高固相含量、高固相含量、稳定均匀、低温流动性好的热塑性颗粒料，然后通过3D打印技术成型陶瓷-不锈钢复合材料素坯，最后对成型的坯体进行脱脂、烧结制备得到。
作为上述方案的进一步改进，按总质量百分含量为100％计，所述陶瓷-不锈钢复合材料的原料包括60％的陶瓷-不锈钢复合粉体和40％的有机添加剂；按总质量百分含量为100％计，有机添加剂的组成成分为：45％石蜡、30％乙烯-醋酸乙烯共聚物、20％高密度聚乙烯和5％硬脂酸。
作为上述方案的进一步改进，按总质量百分含量为100％计，所述陶瓷-不锈钢复合材料的原料包括60％的陶瓷-不锈钢复合粉体和40％的有机添加剂；按总质量百分含量为100％计，有机添加剂的组成成分为：45％石蜡、35％乙烯-醋酸乙烯共聚物、15％高密度聚乙烯和5％硬脂酸。
作为上述方案的进一步改进，所述陶瓷粉体为氧化铝陶瓷粉体、氧化锆陶瓷粉体、ZTA陶瓷粉体中的一种；所述陶瓷粉体的平均粒径为1～5μm，所述不锈钢粉体的平均粒径为5～50μm。
本发明还提供所述的陶瓷-不锈钢复合材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)采用密炼法制备高固相含量、稳定均匀的热塑性陶瓷-不锈钢复合材料的颗粒料；
(2)采用3D打印技术将陶瓷-不锈钢复合材料的颗粒料制成陶瓷-不锈钢复合材料素坯；
(3)依次采用脱脂、烧结工艺将陶瓷-不锈钢复合材料素坯制成陶瓷-不锈钢复合材料。
步骤(1)中的具体步骤如下：将微米级陶瓷粉体和金属粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6～12h，得到均匀混合的陶瓷-不锈钢复合粉体原料；135～175℃低温条件下将石蜡加入密炼机融化，然后加入乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、高密度聚乙烯(HDPE)、硬脂酸(SA)，启动转子使有机添加剂混合均匀；待温度回升至135～175℃的初始温度后，将已混合均匀的陶瓷-不锈钢复合粉体添加至密炼机腔体中的有机添加剂中，密炼60～120min，得到流体状态的复合浆料；打开密炼机，浆料冷却至室温后进行造粒备用。
步骤(2)中的具体步骤如下：将步骤(1)制备的热塑性陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型进行挤出成型陶瓷-不锈钢复合材料素坯，其中，工艺参数如下：打印机喷头处的温度为130～180℃，热床温度为40～60℃，打印层厚为0.05～0.15mm，喷头移动速度15～25mm/s。
所述步骤(3)采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除有机添加剂，其中所述溶剂脱脂工艺是将陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于正庚烷(C7H16)溶液中，50～80℃保温10～20min，然后取出素坯，于80℃中干燥1h；所述热脱脂工艺采用梯度加热，具体工艺为：第一阶段，以1～2℃/min的升温速率从室温加热至150℃保温120～240min；第二阶段，以0.5～1℃/min的升温速率从150℃加热至250℃保温90～180min；第三阶段，以1～2℃/min的升温速率从250℃加热至300℃保温90～180min；第四阶段，以1.5～3℃/min的升温速率从300℃加热至380℃保温90～180min；第五阶段，以1.5～3℃/min的升温速率从380℃加热至450℃保温120～240min。
烧结为真空烧结，采用梯度加热，具体工艺为：第一阶段，以2～3℃/min的升温速率从室温加热至450℃保温60～90min；第二阶段，以3～4℃/min的升温速率从450℃加热至750℃保温60～90min；第三阶段，以4～5℃/min的升温速率从750℃加热至1200℃保温60～90min；第四阶段，以1～2℃/min的升温速率从1200℃加热至1375℃保温120～240min。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过控制多元有机添加剂中EVA和HDPE的比例，可以显著改善复合材料颗粒料低温下的流变性能和成型性能，使有机添加剂中的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和高密度聚乙烯(HDPE)具有协同作用效果，能够保证复合材料素坯的强度以及素坯在脱脂过程中坯体的形状不发生变化，EVA、HDPE以不同的方式嵌入复合粉体的表面，增加了化合物电位的传递方式，从而阻止浆料中有机添加剂偏析，提高了低温下浆料的均匀性、流动性和成型性能；所制备的热塑性陶瓷-不锈钢复合材料的颗粒料具有固相含量高、稳定均匀、低温流动性好等优点；所制备的陶瓷-不锈钢复合材料中陶瓷增强相分布均匀，陶瓷-不锈钢结合界面优异，复合材料兼具不锈钢的强韧性和陶瓷的高硬、耐磨等优点，综合性能优异。
2、本发明的有机添加剂是多组元有机高分子混合物，其中石蜡在本有机添加剂体系中提供低温流动性，保证复合颗粒料可以从3D打印机喷头中顺利挤出而不堵塞喷头；硬脂酸(SA)作为表面活性剂连接有机部分与复合粉体，防止两者之间发生分层。
3、本发明采用微米级的陶瓷粉体和不锈钢金属粉体，原材料的成本低。
4、本发明提供的制备方法能够将不同成分的材料一体成型，实现材料成分的三维自由设计；且该方法还可以快速制备任意复杂形状的构件/产品，有效缩短新产品开发流程；此外，采用3D打印这种近净成形技术可以有效提高材料的利用率。
附图说明
图1(a)～(c)分别是本发明对比例1、对比例2、实施例1所制得的陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料从常温至700℃的热失重(TG-DTG)曲线；
图2(a)～(c)分别是本发明实施例1、实施例4、实施例5所制得的陶瓷-不锈钢复合材料在扫描显微镜下的微观组织结构图；
图3(a)～(c)分别是本发明实施例1所制得的陶瓷-不锈钢复合材料在脱脂前、脱脂后、烧结后的微观形貌SEM图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为60wt％的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加40wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为45wt％的ZTA陶瓷粉体和55wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6h，得到混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在150℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入25wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、25wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至150℃后，将已混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼60min，得到流体状态的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得ZTA陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为150℃，热床温度为50℃，打印层厚为0.10mm，喷头移动速度20mm/s；
S3脱脂、烧结制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率2℃/min，保温120min；b.150～250℃，升温速率1℃/min，保温90min；c.250～300℃，升温速率1℃/min，保温90min；d.300～380℃，升温速率3℃/min，保温90min；e.380～450℃，升温速率3℃/min，保温120min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率3℃/min，保温60min；b.450～750℃，升温速率4℃/min，保温60min；c.750～1200℃，升温速率5℃/min，保温60min；d.1200～1375℃，升温速率2℃/min，保温120min。
实施例2：
ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为60wt％的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加40wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为45wt％的ZTA陶瓷粉体和55wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6h，得到混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在150℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入30wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、20wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至150℃后，将已混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼60min，得到流体状态的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得ZTA陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为150℃，热床温度为50℃，打印层厚为0.10mm，喷头移动速度20mm/s；
S3脱脂、烧结制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率2℃/min，保温120min；b.150～250℃，升温速率1℃/min，保温90min；c.250～300℃，升温速率1℃/min，保温90min；d.300～380℃，升温速率3℃/min，保温90min；e.380～450℃，升温速率3℃/min，保温120min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率3℃/min，保温60min；b.450～750℃，升温速率4℃/min，保温60min；c.750～1200℃，升温速率5℃/min，保温60min；d.1200～1375℃，升温速率2℃/min，保温120min。
实施例3：
ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为60wt％的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加40wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为45wt％的ZTA陶瓷粉体和55wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6h，得到混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在150℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入35wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、15wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至150℃后，将已混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼60min，得到流体状态的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得ZTA陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为150℃，热床温度为50℃，打印层厚为0.10mm，喷头移动速度20mm/s；
S3脱脂、烧结制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率2℃/min，保温120min；b.150～250℃，升温速率1℃/min，保温90min；c.250～300℃，升温速率1℃/min，保温90min；d.300～380℃，升温速率3℃/min，保温90min；e.380～450℃，升温速率3℃/min，保温120min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率3℃/min，保温60min；b.450～750℃，升温速率4℃/min，保温60min；c.750～1200℃，升温速率5℃/min，保温60min；d.1200～1375℃，升温速率2℃/min，保温120min。
实施例4：
ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为58wt％的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加42wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为45wt％的ZTA陶瓷粉体和55wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6h，得到混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在150℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入25wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、25wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至150℃后，将已混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼60min，得到流体状态的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得ZTA陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为150℃，热床温度为50℃，打印层厚为0.10mm，喷头移动速度20mm/s；
S3脱脂、烧结制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率2℃/min，保温120min；b.150～250℃，升温速率1℃/min，保温90min；c.250～300℃，升温速率1℃/min，保温90min；d.300～380℃，升温速率3℃/min，保温90min；e.380～450℃，升温速率3℃/min，保温120min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率3℃/min，保温60min；b.450～750℃，升温速率4℃/min，保温60min；c.750～1200℃，升温速率5℃/min，保温60min；d.1200～1375℃，升温速率2℃/min，保温120min。
实施例5：
ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为55wt％的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加45wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为45wt％的ZTA陶瓷粉体和55wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6h，得到混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在150℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入25wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、25wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至150℃后，将已混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼60min，得到流体状态的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得ZTA陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为150℃，热床温度为50℃，打印层厚为0.10mm，喷头移动速度20mm/s；
S3脱脂、烧结制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率2℃/min，保温120min；b.150～250℃，升温速率1℃/min，保温90min；c.250～300℃，升温速率1℃/min，保温90min；d.300～380℃，升温速率3℃/min，保温90min；e.380～450℃，升温速率3℃/min，保温120min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率3℃/min，保温60min；b.450～750℃，升温速率4℃/min，保温60min；c.750～1200℃，升温速率5℃/min，保温60min；d.1200～1375℃，升温速率2℃/min，保温120min。
实施例6：
ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为60wt％的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加40wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为50wt％的ZTA陶瓷粉体和50wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合8h，得到混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在135℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入25wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、25wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至135℃后，将已混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼90min，得到流体状态的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得ZTA陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为180℃，热床温度为60℃，打印层厚为0.15mm，喷头移动速度25mm/s；
S3脱脂、烧结制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率1.5℃/min，保温180min；b.150～250℃，升温速率1℃/min，保温120min；c.250～300℃，升温速率1.5℃/min，保温120min；d.300～380℃，升温速率2℃/min，保温120min；e.380～450℃，升温速率2℃/min，保温180min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率2℃/min，保温60min；b.450～750℃，升温速率4℃/min，保温60min；c.750～1200℃，升温速率5℃/min，保温60min；d.1200～1375℃，升温速率2℃/min，保温120min。
实施例7：
ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为60wt％的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加40wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为55wt％的ZTA陶瓷粉体和45wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合12h，得到混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在175℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入25wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、25wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至175℃后，将已混合均匀的ZTA陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼120min，得到流体状态的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待ZTA陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得ZTA陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为160℃，热床温度为50℃，打印层厚为0.05mm，喷头移动速度15mm/s；
S3脱脂、烧结制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的ZTA陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率1℃/min，保温240min；b.150～250℃，升温速率0.5℃/min，保温180min；c.250～300℃，升温速率1℃/min，保温180min；d.300～380℃，升温速率1.5℃/min，保温180min；e.380～450℃，升温速率1.5℃/min，保温240min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到ZTA陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率2℃/min，保温90min；b.450～750℃，升温速率3℃/min，保温90min；c.750～1200℃，升温速率4℃/min，保温90min；d.1200～1375℃，升温速率1℃/min，保温240min。
实施例8：
氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备氧化铝陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为60wt％的氧化铝陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加40wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备氧化铝陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为45wt％的氧化铝粉体和55wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6h，得到混合均匀的氧化铝陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在150℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入25wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、25wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至150℃后，将已混合均匀的氧化铝陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼60min，得到流体状态的氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的氧化铝陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为150℃，热床温度为50℃，打印层厚为0.10mm，喷头移动速度20mm/s；
S3脱脂、烧结制备氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率2℃/min，保温120min；b.150～250℃，升温速率1℃/min，保温90min；c.250～300℃，升温速率1℃/min，保温90min；d.300～380℃，升温速率3℃/min，保温90min；e.380～450℃，升温速率3℃/min，保温120min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到氧化铝陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率3℃/min，保温60min；b.450～750℃，升温速率4℃/min，保温60min；c.750～1200℃，升温速率5℃/min，保温60min；d.1200～1375℃，升温速率2℃/min，保温120min。
实施例9：
氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料，其制备方法包括如下步骤：
S1制备氧化锆陶瓷-不锈钢复合颗粒料：
按总质量百分含量为100％计，颗粒料采用重量百分比为60wt％的氧化锆陶瓷-不锈钢复合粉料作为骨料，并添加40wt％的有机添加剂配置而成；
具体包括：
S1.1制备氧化锆陶瓷-不锈钢复合粉料：将重量百分数为45wt％的氧化锆粉体和55wt％的不锈钢粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6h，得到混合均匀的氧化锆陶瓷-不锈钢复合粉料；
S1.2制备有机添加剂：在150℃下将重量百分比为45wt％的石蜡加入密炼机融化，然后加入25wt％的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、25wt％的高密度聚乙烯(HDPE)和5wt％的硬脂酸(SA)，启动转子使有机物混合均匀；
S1.3制备氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料浆料：待密炼机温度回升至150℃后，将已混合均匀的氧化锆陶瓷-不锈钢复合粉料添加至密炼机腔体中的多组元有机添加剂中，密炼60min，得到流体状态的氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料浆料；
S1.4将密炼机打开，待氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料浆料冷却至室温后造粒，制得氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料，备用；
S2 3D打印成型氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料素坯：将步骤S1制备的氧化锆陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型挤出成型复合材料素坯，3D打印参数为：打印机喷头处的温度为150℃，热床温度为50℃，打印层厚为0.10mm，喷头移动速度20mm/s；
S3脱脂、烧结制备氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料：采用“溶剂脱脂+热脱脂”两步脱脂法去除多元有机添加剂，烧结采用真空烧结，具体包括：
S3.1溶解脱脂：将步骤S2制备的氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于烧杯中，加入能够浸没素坯的正庚烷(C7H16)溶液，然后将烧杯放入恒温水浴锅中，在80℃下保温20min，最后将素坯取出，在80℃的干燥箱中干燥1h；
S3.2热脱脂：将溶剂脱脂后的氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料素坯转移至脱脂炉中进行热脱脂，工艺参数为：a.室温(RT)～150℃，升温速率2℃/min，保温120min；b.150～250℃，升温速率1℃/min，保温90min；c.250～300℃，升温速率1℃/min，保温90min；d.300～380℃，升温速率3℃/min，保温90min；e.380～450℃，升温速率3℃/min，保温120min；
S3.3烧结：烧结采用真空烧结，随炉冷却后得到氧化锆陶瓷-不锈钢复合材料，具体的烧结参数为：a.室温(RT)～450℃，升温速率3℃/min，保温60min；b.450～750℃，升温速率4℃/min，保温60min；c.750～1200℃，升温速率5℃/min，保温60min；d.1200～1375℃，升温速率2℃/min，保温120min。
对比例1：
对比例1与实施例1相同，不同之处在于：制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料所添加的有机添加剂中不含乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，其有机添加剂中的组分为：45wt％石蜡(PW)、50wt％高密度聚乙烯(HDPE)、5wt％硬脂酸(SA)。
对比例2：
对比例2与实施例1相同，不同之处在于：制备ZTA陶瓷-不锈钢复合材料所添加的有机添加剂中不含高密度聚乙烯(HDPE)，其有机添加剂中的组分为：45wt％石蜡(PW)、50wt％乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、5wt％硬脂酸(SA)。
效果实施例1：
对实施例1～9以及对比例1～2制备得到的陶瓷-不锈钢复合材料的性能进行考察。根据国标对实施例1～3以及对比例1～2制备得到的陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料的低温流动性、均匀性和复合构件在脱脂过程中的失重进行检测，检测结果参见表1、表2和图1(a)～(c)。根据国标对实施例1和实施例4～5中的复合材料坯体在烧结制备过程中的收缩性能进行表征，结果见表3和图2(a)～(c)。根据国标对实施例1中制备的陶瓷-不锈钢复合材料素坯在脱脂前后及烧结后的组织进行表征，结果见图3(a)～(c)。
表1-有机添加剂对陶瓷-不锈钢颗粒料低温流动性的影响
Figure BDA0003236936750000191
表2-有机添加剂对复合材料浆料密度标准差的影响
Figure BDA0003236936750000192
Figure BDA0003236936750000201
结合表1、表2和图1(a)～(c)，由上述的检测结果可以看出，乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和高密度聚乙烯(HDPE)两者之间有很好的协同作用，不仅使复合材料浆料本身的流变性和均匀性变得更加优异，同时，作为骨架结构保证了3D打印成型构件构型的完整性。具体而言：
(1)对复合材料浆料流变性能的影响：表1反映了剪切速率为1/s下陶瓷-不锈钢复合材料颗粒料在不同温度下的粘度，由表1可见，添加EVA和HDPE这两种复相大分子有机添加剂的复合材料浆料(实施例1～3)的粘度远高于只添加一种大分子有机添加剂的复合材料浆料(对比例1～2)；对比例1～2中的陶瓷-不锈钢复合材料浆料粘度过低，流动性较好，容易导致其成型能力差，在后续3D打印过程中出现了挤出丝变形的现象，无法成型为所需形状；通过将实施例2、3与对比例1、2相比较，证明了EVA和HDPE混合使用可发挥协同作用，显著提高浆料的粘度，进而提高其成型性能；不过实施例1中EVA和HDPE混合使用效果远不及实施例2～3，实施例1的陶瓷-不锈钢复合材料浆料的粘度随着温度升高变化很剧烈，而打印过程中浆料从固定温度的料筒中挤出接触到空气时会有一定程度的降温，而小温度区间内粘度变化过大会使得悬在半空的浆料和正要挤出的浆料分离，发生“断丝”现象；因此，从实施例1～3也可看出，在添加EVA与HDPE的基础上，通过进一步控制有机添加剂中EVA和HDPE的重量比例(EVA：HDPE＝3～3.5:1.5～2)，可以显著改善复合材料颗粒料低温下的流变性能和成型性能，使EVA与HDPE显现出协同效果。
(2)对复合材料浆料均匀性的影响：表2表明，添加了EVA的浆料，陶瓷-不锈钢复合材料浆料的密度偏差值明显低于未添加EVA的浆料，说明EVA的添加更有利于提高浆料的均匀性。添加了复相大分子的浆料的密度偏差值均低于只添加了一种大分子的浆料，原因在于，从图3(a)中浆料成型为素坯后的微观组织可以看出，不同的大分子以不同的方式嵌入粉末表面，增加了化合物电位的传递方式，从而阻止浆料中有机添加剂偏析。
(3)对复合材料3D打印构件材料脱脂的影响：图1(a)～(c)为陶瓷-不锈钢复合材料浆料的热失重曲线，从图1(a)～(c)可见，对比例1～2、实施例1对应的复合材料浆料随着温度升高质量损失都呈现两个阶段，第一个阶段质量损失均大于第二个阶段。PW和EVA的热分解温度相差不大，均为230℃左右，图1(b)中对应的对比例2复合材料在第一阶段缺乏骨架型大分子的存在，很难在热脱脂过程中维持坯体的形状；而图1(a)和(c)中第二阶段为HDPE的分解，因其耐高温性能较好(300℃)，其分解相对延后；由于PW、EVA和HDPE的分解温度有较大的差异，保证了陶瓷-不锈钢复合材料在热脱脂的升温阶段都有骨架型大分子的存在(如图3(b)中素坯脱脂后的微观组织所示)，有效避免了坯体出现坍塌等现象。
综上可知，对于多元有机添加剂体系，从复合材料浆料本身特性及其成型性能而言，通过合理控制EVA和HDPE的比例，可以充分发挥两者之间的协同作用。
表3-陶瓷-不锈钢复合材料坯体的收缩性能
Figure BDA0003236936750000211
从表3可知，随着复合粉体固含量的提高，坯体的烧结收缩率逐渐减小，这种趋势有利于保持复合构件原有的形状，有利于各向均匀收缩，更有利于消除孔洞、裂纹等缺陷；通过观察图2(a)～(c)中陶瓷-不锈钢复合材料微观组织的变化，可以发现：随着复合粉体固含量的提高，相应收缩率的降低，烧结制备得到的复合材料中颗粒在基体中分布更加均匀，孔洞等缺陷逐渐消失，有利于提高陶瓷-不锈钢复合材料整体的性能。
通过观察图3(a)中陶瓷-不锈钢复合材料素坯的断口形貌可知，粉末颗粒均匀的分布于有机粘结剂中，未出现粘结剂偏析的现象。图3(b)表明，脱脂后的复合材料中陶瓷和不锈钢类似于粉末简单堆积，但坯体能够保持其打印后的结构和形状。图3(c)表明，本发明采用的烧结工艺合理，陶瓷-不锈钢复合材料在烧结过程中的致密化效果较好，不锈钢连续分布成为基体，深色的陶瓷颗粒均匀分散于不锈钢基体中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷-不锈钢复合材料，其特征在于，按总质量百分含量为100％计，组成成分为：40～50％的陶瓷粉体、50～60％的不锈钢粉体；
按总质量百分含量为100％计，所述陶瓷-不锈钢复合材料的原料包括55～60％陶瓷-不锈钢复合粉体和40～45％的有机添加剂；按总质量百分含量为100％计，陶瓷-不锈钢复合粉体中组成成分为：40～50％的陶瓷粉体、50～60％的不锈钢粉体；按总质量百分含量为100％计，有机添加剂的组成成分为：35～45％石蜡、30～35％乙烯-醋酸乙烯共聚物、15～20％高密度聚乙烯和5～10％硬脂酸。
2.根据权利要求1所述的陶瓷-不锈钢复合材料，其特征在于，所述陶瓷-不锈钢复合材料以陶瓷粉体和不锈钢粉体均匀混合后的陶瓷-不锈钢复合粉体为骨料，通过添加有机添加剂均匀包裹复合粉体配置成高固相含量、稳定均匀、低温流动性好的热塑性颗粒料，然后通过3D打印技术成型陶瓷-不锈钢复合材料素坯，最后对成型的坯体进行脱脂、烧结制备得到。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷-不锈钢复合材料，其特征在于，按总质量百分含量为100％计，所述陶瓷-不锈钢复合材料的原料包括60％的陶瓷-不锈钢复合粉体和40％的有机添加剂；按总质量百分含量为100％计，有机添加剂的组成成分为：45％石蜡、30％乙烯-醋酸乙烯共聚物、20％高密度聚乙烯和5％硬脂酸。
4.根据权利要求1或2所述的陶瓷-不锈钢复合材料，其特征在于，按总质量百分含量为100％计，所述陶瓷-不锈钢复合材料的原料包括60％的陶瓷-不锈钢复合粉体和40％的有机添加剂；按总质量百分含量为100％计，有机添加剂的组成成分为：45％石蜡、35％乙烯-醋酸乙烯共聚物、15％高密度聚乙烯和5％硬脂酸。
5.根据权利要求1或2所述的陶瓷-不锈钢复合材料，其特征在于，所述陶瓷粉体为氧化铝陶瓷粉体、氧化锆陶瓷粉体、ZTA陶瓷粉体中的一种；所述陶瓷粉体的平均粒径为1～5μm，所述不锈钢粉体的平均粒径为5～50μm。
6.一种如权利要求1～4任一项所述的陶瓷-不锈钢复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用密炼法制备高固相含量、稳定均匀的热塑性陶瓷-不锈钢复合材料的颗粒料；
(2)采用3D打印技术将陶瓷-不锈钢复合材料的颗粒料制成陶瓷-不锈钢复合材料素坯；
(3)依次采用脱脂、烧结工艺将陶瓷-不锈钢复合材料素坯制成陶瓷-不锈钢复合材料。
7.根据权利要求6所述的陶瓷-不锈钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)具体步骤如下：将微米级陶瓷粉体和金属粉体装入混料罐中，并将其置于三维运动混料机上混合6～12h，得到均匀混合的陶瓷-不锈钢复合粉体原料；135～175℃低温条件下将石蜡加入密炼机融化，然后加入乙烯-醋酸乙烯共聚物、高密度聚乙烯、硬脂酸，启动转子使有机添加剂混合均匀；待温度回升至135～175℃的初始温度后，将已混合均匀的陶瓷-不锈钢复合粉体添加至密炼机腔体中的有机添加剂中，密炼60～120min，得到流体状态的复合浆料；打开密炼机，浆料冷却至室温后进行造粒备用。
8.根据权利要求6所述的陶瓷-不锈钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体步骤如下：将步骤(1)制备的热塑性陶瓷-不锈钢复合颗粒料装入3D打印机料筒中，按照预先设计的模型进行挤出成型陶瓷-不锈钢复合材料素坯，其中，工艺参数如下：打印机喷头处的温度为130～180℃，热床温度为40～60℃，打印层厚为0.05～0.15mm，喷头移动速度15～25mm/s。
9.根据权利要求6所述的陶瓷-不锈钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中脱脂依次包括溶剂脱脂工艺和热脱脂工艺，所述溶剂脱脂工艺是将陶瓷-不锈钢复合材料素坯置于正庚烷溶液中，50～80℃保温10～20min，然后取出素坯，于80℃中干燥1h；所述热脱脂工艺采用梯度加热，具体工艺为：第一阶段，以1～2℃/min的升温速率从室温加热至150℃保温120～240min；第二阶段，以0.5～1℃/min的升温速率从150℃加热至250℃保温90～180min；第三阶段，以1～2℃/min的升温速率从250℃加热至300℃保温90～180min；第四阶段，以1.5～3℃/min的升温速率从300℃加热至380℃保温90～180min；第五阶段，以1.5～3℃/min的升温速率从380℃加热至450℃保温120～240min。
10.根据权利要求6所述的陶瓷-不锈钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中烧结为真空烧结，采用梯度加热，具体工艺为：第一阶段，以2～3℃/min的升温速率从室温加热至450℃保温60～90min；第二阶段，以3～4℃/min的升温速率从450℃加热至750℃保温60～90min；第三阶段，以4～5℃/min的升温速率从750℃加热至1200℃保温60～90min；第四阶段，以1～2℃/min的升温速率从1200℃加热至1375℃保温120～240min。
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