成果简介：
射频等离子球化制粉技术是利用等离子的高温特性把送入到等离子中的不规则形状粉末颗粒迅速加热熔化，熔融的颗粒在表面张力和极高的温度梯度共同作用下迅速凝固而形成球形粉体。等离子具有温度高(~104K)、等离子炬体积大、能量密度高、无电极污染、传热和冷却速度快等优点，是制备组分均匀、球形度高、流动性好的高品质球形微米粉末良好途径，尤其在制备钨、钼、钽等金属及其化合物粉末方面优势明显。
项目团队围绕高端金属及化合物球形粉体等离子制备、粉体后处理等技术，突破了“射频等离子球化-流化床湿法分级技术”、“超细粉体稳定给料-射频等离子球化”等核心关键技术，解决了“粉末细粉收得率低”、“产品批次稳定性差”、“粉末氧含量高”等产业发展共性技术难题。开发了钽粉、钛粉、钨粉、钼粉、铌粉、铬粉、铸造碳化钨粉等一系列杂质元素含量低、粒度分布可控、球形度高、流动性能优异、批次稳定性好的金属及化合物球形粉体，可满足
粉末冶金、激光熔覆、增材制造等工艺应用要求，且粉末综合性能已达到国外同类粉末产品指标，售价可降低30%-40%。团队已申请“一种金属钽的3D打印制造方法和应用”、“微纳复合粉体的分离回收装置和方法及其应用”、“一种镍钛合金球形粉末及其制备方法与应用”、“钨合金粉末及其制备方法和应用”等核心发明专利5件。团队牵头、参与制订了“铸造碳化钨粉”、“增材制造用球形钴铬合金粉”、”增材制造用钨及钨合金粉“、“增材制造用钽及钽合金粉”、“增材制造用钼及钼合金粉”、“增材制造用铌及铌合金粉”等国家标准6项。
高端金属及化合物球形粉体广泛应用于航空航天、武器装备、原子能、新能源、微电子信息、生物医疗等领域，具体产品包括3C电子产品、个性化骨科植入体、航天舵芯骨架、导弹舱体及叶轮、医学显影剂、射线屏蔽光栅、大功率器件、靶材、高压开关、盾构刀具、钻头胎体以及焊丝焊条等。目前国内市场高端粉体主要依赖进口，总需求量数千吨，产值近百亿元。
应用案例：
1)球形铸造碳化钨粉应用于油气勘探用PDC钻头
2)球形钛及钛合金粉末应用于注射成型领域
3)球形钨粉应用于医疗器械用3D打印钨屏蔽光栅
4)球形钽粉应用于生物医疗领域3D打印钽椎间融合器
代表性产品：
研发背景
金属及化合物材料具有特殊性能，是国防军工和国民经济各领域不可或缺的重要战略物资，在航空航天、武器装备、原子能、新能源、微电子信息、生物医疗、石油化工等领域有着重要的用途，一直以来作为高端
新材料加以发展。由于其熔点高、高温强度大，给冶炼加工带来了极大困难，因此常采用粉末冶金、激光熔覆、增材制造等工艺加工制造。粉体制备技术瓶颈是限制其规模化应用推广的首要问题。目前，高端金属及化合物球形粉体基本依赖于进口，价格昂贵。
作用原理 利用射频等离子体温度高(~104K)、等离子炬体积大、能量密度高、无电极污染、传热和冷却速度快等优点，把送入到等离子中的不规则形状粉末颗粒迅速加热熔化，熔融的颗粒在表面张力和极高的温度梯度共同作用下迅速凝固而形成球形粉体。
市场分析
高端金属及化合物球形粉体广泛应用于航空航天、武器装备、原子能、新能源、微电子信息、生物医疗等领域。目前国内市场高端粉体主要依赖进口，总需求量数千吨，产值达近百亿元。
采用本技术制备的钨、钼、钽、铌、铸造碳化钨等高端球形粉体综合性能可达国外同类粉末产品指标，售价可降低30%-40%，具有较大的市场前景。
声明：
“高端金属及化合物球形粉体等离子制备技术” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：广东省材料与加工研究所
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2024年07月25日 ~ 27日 
