中国粉体网讯 钛及其合金是２０世纪中期发展起来的一种重要金属，由于其具有密度低、比强度高、耐蚀性好、耐热性高、无磁、焊接性能好等优良性能，在航空、航天、航海等领域起着独特的作用。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，球形钛粉主要制备技术包括气体雾化法、等离子旋转电极法、等离子火炬雾化法、射频等离子球化法。
1、气体雾化法
气体雾化法是借助高速气流将液体金属或合金直接破碎成为细小液滴，并快速冷凝制得粉末的方法，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，是目前制备球形钛粉最普遍的制备方法。
2、等离子旋转电极法
等离子旋转电极法是制备球形钛合金粉常用方法之一，其原理主要是以钛合金棒材作为自耗电极，制粉时让电极保持高速旋转状态，等离子作为热源逐步熔化电极，所产生的液体通过离心力作用甩出后形成细小液滴，在表面张力作用及惰性气体保护的环境中冷却固化为球形颗粒。
等离子旋转电极法具有以下优点：(1)粉末纯净度高、无污染、含氧量低、流程简单; (2)金属液滴球化时间长，粉末球形度高，粒度分布窄，细分收得率高; (3)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，无“卫星球”产生。
3、等离子火炬雾化法
等离子火炬雾化法是将金属及其合金以棒坯、丝材、颗粒或者液态蒸汽形式，通过特制的进料设备以恒定的送料速度送入炉内，并利用在炉体上布置的等离子火炬产生的聚焦等离子射流将物料熔融雾化，然后经过冷却得到球形粉体。通常采用等离子火炬雾化技术制备钛及钛合金粉主要原料为钛或其合金丝，体系在整 个过程中均处于惰性气氛保护下，可减少粉末氧化，获得高纯粉体。
该技术采用等离子作为雾化热源，可使目标物料熔融更充分，结合冷却速度的合理控制，可得到球形度高、氧含量低及粒度细的粉末。但由于该技术以高功率等离子枪为热源，能源消耗大，会增加球形钛及钛合金粉的制备成本。此外，等离子火炬雾化法所得球形粉体粒度分布较宽，使用前必须进行粒度分级，且微细粉体产率较低，产品成本高，限制了大面积推广应用。
4、射频等离子球化法
射频感应等离子体制备球形钛粉，是将形状不规则的钛粉颗粒由携带气体通过料枪喷入等离子体炬中，被迅速加热而熔化。熔融的颗粒在表面张力的作用下形成球形度很高的液滴，并在极短的时间内迅速凝固，从而得到球形钛粉。
射频等离子体系统由于空间大、纯度高、轴向供粉以及在放电区域内粉末颗粒留时间长，故特别适合于粉末球化。另外，等离子体球化法可以改善粉末流动性、提高粉末松装密度、消除颗粒内部的孔隙与裂缝、改变颗粒表面形貌、提高粉末纯度。
中国粉体网旗下粉体公开课平台将于2021年8月27日举办“2021（第二届）粉体球形化制备及检测技术网络研讨会”，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，他将介绍制备球形金属粉末的技术及其特点，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。
资料来源：
谢焕文、邹黎明等.球形钛粉制备工艺现状
陆亮亮、张少明等.球形钛粉先进制备技术研究进展
王彦军、张鑫等.增材制造用球形钛合金粉等离子制备技术及发展前景分析
谷忠涛等.射频感应等离子体制备球形钛粉的工艺研究
（中国粉体网编辑整理/长安）
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