惠鹏先^{1, 2}，吉浩浩¹，李昕雨^{1, 2}，葛  烨¹，章  健^{1, 2}，王士维^{1, 2}

(1. 中国科学院上海硅酸盐研究所，关键陶瓷材料全国重点实验室，上海 200050；

2. 中国科学院大学 材料科学与光电工程中心，北京 100049)

摘  要：堇青石陶瓷具有低热膨胀系数和优异的比刚度，是高尺寸稳定性轻量化光学构件的候选材料。为优化高固含量堇青石陶瓷喂料的可打印性，本文以固含量为75 wt.%的喂料为研究对象，考察了单一骨架黏结剂体系陶瓷喂料的混炼与打印行为，在此基础上构建了由高密度聚乙烯(HDPE)、马来酸酐接枝低密度聚乙烯(LDPE-g-MAH)和乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)组成的复合骨架体系，系统研究了骨架组分对螺杆挤出熔融沉积成型打印性能的影响。结果表明，复合骨架体系具有更优的可打印性，其中HDPE/LDPE-g-MAH/EVA质量比为50∶33∶17时，打印稳定性高且层间结合好，所得素坯的打印致密度和抗弯强度分别达到99.1%和9.2 MPa。样品经1420 ℃烧结后，密度达到2.44 g·cm⁻³，热等静压处理后，密度提升至2.50 g·cm⁻³，杨氏模量约为125 GPa，22 ℃的热膨胀系数为−0.2×10⁻⁶/K。用该配方制备的蜂窝结构堇青石陶瓷反射镜样件整体轻量化率达到55.1%，经抛光后，面形精度达到0.023 λ(均方根值，RMS)，表面粗糙度为0.66 nm(算术平均高度，Sa)，具备精密光学反射镜应用所需的表面质量。本研究表明，合理设计骨架黏结剂组分可有效改善高固含量堇青石陶瓷喂料的成型质量，这为轻量化、高表面质量堇青石陶瓷反射镜的制备奠定基础。

关键词：堇青石陶瓷；熔融沉积成型；骨架黏结剂；轻量化反射镜