中国粉体网讯 钛作为先进轻质高强度金属材料，具有比强度高、密度低、耐腐蚀性能优异和生物相容性良好等优点，广泛应用于航空航天、汽车工业、化工工业、生物医疗等领域。高性能球形钛粉具有球形度高、流动性好、松装密度高、氧含量低（＜0.15%）和粒度细小等特点，主要应用于先进粉末冶金技术、激光增材制造技术、热喷涂技术等领域。
目前，制备球形钛粉的主要工艺有气雾化法、等离子旋转电极法以及射频等离子体球化法等。
气雾化法制备球形钛粉
气体雾化法是目前工业化较成熟的一种制备钛粉的方法，是借助高速气流来击碎金属液流，由于该法只需克服液体金属原子间的键合力就能使之分散，因此，具有良好的经济性。气体雾化法是利用高速惰性气体对钛金属液进行雾化，破碎凝固后制得球形钛粉的一种方法。
气雾化制粉示意图
气雾化法具有成本低、生产效率高，钛粉球形度高、氧含量低以及环境污染小等特点，适合注射成型粒径的粉末只占很小的比例。
等离子旋转电极法制备球形钛粉
将金属或合金制成自耗电极，电极端面受电弧加热而熔化为液体，通过电极高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎成细小液滴，最后冷凝成粉末的方法就是旋转电极法。
等离子旋转电极原理示意图
等离子旋转电极法具有以下优点：粉末纯净度高，无污染、含氧量低，流程简单；金属液滴球化时间长，粉末球形度高，粒度分布窄，细粉收得率高；与气雾化相比，等离子旋转电极法不需要高速气体流，因此避免出现因“伞效应”而产生的空心粉。但这种方法也有局限性：电极棒必须制作成特定尺寸的棒材，成本较高；电极棒是定长的，因此不能保证雾化的连续性，雾化效率低；电极转速较快，高速旋转过程中转轴易磨损，因此如何保持高速旋转电极的真空密封性和清洁度仍是关键问题。
射频等离子体制备球形钛粉
由于等离子体具有高温、高焓、高的化学反应活性，并对反应气氛及反应温度具有可控性等特点，在粉体材料的合成制备和球化处理方面有其独特的优点。射频等离子体球化法是利用射频电磁场的感应作用对各种气体进行感应加热，产生射频等离子，利用高温的等离子体熔化非球形粉末，熔融的粉末颗粒在表面的张力作用下，在极高的温度梯度下，迅速冷凝形成球形度很高的小液滴，从而获得球形粉末。
射频等离子体装置示意图
射频等离子体球化法的优点是可提高球形度，较好的改善粉末的流动性；可消除内部颗粒的孔缝，提高粉末松散度；可适当改变颗粒形貌，提高粉末的纯度。此外，由于等离子体反应器内气氛可控，该工艺更有利于快速、简捷的制备出高纯球形粉末，具有良好的工业化前景。
中国粉体网旗下粉体公开课平台将于2020年8月14日举办“粉体球形化技术及装备网络研讨会”，来自北京科技大学新材料技术研究院的郝俊杰教授将带来题为《射频等离子体球化制备微细球形钛粉》的报告，届时，他将介绍气雾化制备球形金属粉末技术及其特点，并在此基础上，对球形钛粉制备技术进行综述，着重介绍具有低成本优势的射频等离子体球化制备微细球形钛粉研究成果。
专家简介
郝俊杰，教授，博士生导师。于天津大学材料学院获学士、硕士、博士学位。在北京科技大学新材料技术研究院粉末冶金研究所从事科研与教学工作。主要从事粉末冶金、摩擦材料、超硬材料方向的研究。先后主持完成了多项国家博士点基金、自然科学基金和国防科工局配套项目。在国内外期刊发表论文80余篇，以第一发明人获得授权国家发明专利20余项。获得教育部科技进步二等奖1项。
参考资料：
谢焕文、邹黎明等.球形钛粉制备工艺现状
曾光、白保良.球形钛粉的制备技术及研究进展
盛艳伟、郭志猛等.射频等离子体制备球形钛粉
（中国粉体网编辑整理/初末）
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