鎂鋁尖晶石透明度高、力學性能好、熔點高、熱膨脹系數小和抗化學腐蝕能力強，在光學領域應用廣泛。傳統模壓、注射成型或注漿成型工藝只能制造出形狀簡單的尖晶石，對于特殊用途的復雜形狀尖晶石，南洋理工大學的Haomin Wang[1]等人利用SLA技術成形素坯、熱等靜壓（HIP）后處理制備出高透明度、高精度的鎂鋁尖晶石。
圖1 不同含量分散劑漿料對尖晶石透明度的影響
由于尖晶石燒結溫度區域很小，預燒結和熱等靜壓工藝對透明度起到最重要的作用。1600℃預燒結的尖晶石中大部分晶體間開氣孔在1650℃燒結時消除（如圖2A-B），其相對密度達到95%。當預燒結溫度增加50℃時（如1700℃），發生異常晶粒長大，形成閉氣孔，高溫高壓很難去除（如圖2C）。熱等靜壓工藝中壓力設定在180MPa，溫度由1700℃升至1800℃，納米尖晶石顆粒的燒結活性非常高，獲得致密尖晶石，其逐漸有不透明變為透明（如圖2D-F）。
3D打印尖晶石在波長1550nm的光下透射率約為84.8%，達到理論極限透射率（約為87%）的97%，打印精度在100-200μm，顯微硬度達到13.5GPa，在800-1100℃下仍可以保持透明，具有良好的光學成像能力，在特殊用途的光學領域前景廣泛。
來源：南極熊3D打印網
供稿人：王成玉 魯中良
供稿單位：機械制造系統工程國家重點實驗室
如有侵權，請及時聯系刪除！
13206432890
高經理
