成果簡介：

射頻等離子球化制粉技術(shù)是利用等離子的高溫特性把送入到等離子中的不規(guī)則形狀粉末顆粒迅速加熱熔化，熔融的顆粒在表面張力和極高的溫度梯度共同作用下迅速凝固而形成球形粉體。等離子具有溫度高(~104K)、等離子炬體積大、能量密度高、無電極污染、傳熱和冷卻速度快等優(yōu)點，是制備組分均勻、球形度高、流動性好的高品質(zhì)球形微米粉末良好途徑，尤其在制備鎢、鉬、鉭等金屬及其化合物粉末方面優(yōu)勢明顯。

項目團隊圍繞高端金屬及化合物球形粉體等離子制備、粉體后處理等技術(shù)，突破了“射頻等離子球化-流化床濕法分級技術(shù)”、“超細粉體穩(wěn)定給料-射頻等離子球化”等核心關(guān)鍵技術(shù)，解決了“粉末細粉收得率低”、“產(chǎn)品批次穩(wěn)定性差”、“粉末氧含量高”等產(chǎn)業(yè)發(fā)展共性技術(shù)難題。開發(fā)了鉭粉、鈦粉、鎢粉、鉬粉、鈮粉、鉻粉、鑄造碳化鎢粉等一系列雜質(zhì)元素含量低、粒度分布可控、球形度高、流動性能優(yōu)異、批次穩(wěn)定性好的金屬及化合物球形粉體，可滿足粉末冶金、激光熔覆、增材制造等工藝應用要求，且粉末綜合性能已達到國外同類粉末產(chǎn)品指標，售價可降低30%-40%。團隊已申請“一種金屬鉭的3D打印制造方法和應用”、“微納復合粉體的分離回收裝置和方法及其應用”、“一種鎳鈦合金球形粉末及其制備方法與應用”、“鎢合金粉末及其制備方法和應用”等核心發(fā)明專利5件。團隊牽頭、參與制訂了“鑄造碳化鎢粉”、“增材制造用球形鈷鉻合金粉”、”增材制造用鎢及鎢合金粉“、“增材制造用鉭及鉭合金粉”、“增材制造用鉬及鉬合金粉”、“增材制造用鈮及鈮合金粉”等國家標準6項。

高端金屬及化合物球形粉體廣泛應用于航空航天、武器裝備、原子能、新能源、微電子信息、生物醫(yī)療等領(lǐng)域，具體產(chǎn)品包括3C電子產(chǎn)品、個性化骨科植入體、航天舵芯骨架、導彈艙體及葉輪、醫(yī)學顯影劑、射線屏蔽光柵、大功率器件、靶材、高壓開關(guān)、盾構(gòu)刀具、鉆頭胎體以及焊絲焊條等。目前國內(nèi)市場高端粉體主要依賴進口，總需求量數(shù)千噸，產(chǎn)值近百億元。

應用案例：

1)球形鑄造碳化鎢粉應用于油氣勘探用PDC鉆頭

2)球形鈦及鈦合金粉末應用于注射成型領(lǐng)域

3)球形鎢粉應用于醫(yī)療器械用3D打印鎢屏蔽光柵

4)球形鉭粉應用于生物醫(yī)療領(lǐng)域3D打印鉭椎間融合器

研發(fā)背景

金屬及化合物材料具有特殊性能，是國防軍工和國民經(jīng)濟各領(lǐng)域不可或缺的重要戰(zhàn)略物資，在航空航天、武器裝備、原子能、新能源、微電子信息、生物醫(yī)療、石油化工等領(lǐng)域有著重要的用途，一直以來作為高端新材料加以發(fā)展。由于其熔點高、高溫強度大，給冶煉加工帶來了極大困難，因此常采用粉末冶金、激光熔覆、增材制造等工藝加工制造。粉體制備技術(shù)瓶頸是限制其規(guī)?；瘧猛茝V的首要問題。目前，高端金屬及化合物球形粉體基本依賴于進口，價格昂貴。

作用原理 利用射頻等離子體溫度高(~104K)、等離子炬體積大、能量密度高、無電極污染、傳熱和冷卻速度快等優(yōu)點，把送入到等離子中的不規(guī)則形狀粉末顆粒迅速加熱熔化，熔融的顆粒在表面張力和極高的溫度梯度共同作用下迅速凝固而形成球形粉體。

市場分析

高端金屬及化合物球形粉體廣泛應用于航空航天、武器裝備、原子能、新能源、微電子信息、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。目前國內(nèi)市場高端粉體主要依賴進口，總需求量數(shù)千噸，產(chǎn)值達近百億元。

采用本技術(shù)制備的鎢、鉬、鉭、鈮、鑄造碳化鎢等高端球形粉體綜合性能可達國外同類粉末產(chǎn)品指標，售價可降低30%-40%，具有較大的市場前景。