不同制备工艺对金属钛粉微观性质及应用的影响研究
发布时间：2021-04-04 22:07
金属钛粉末在增材制造等新型成形方法中得到越来越广泛的应用,目前主要通过熔盐电解法和气体雾化法来制取。借助X射线衍射技术（XRD）、扫描电镜（SEM）、比表面积测试（BET）、热重-差热分析法（TGA-DSC）等检测方法,从物相结构、晶胞参数、微观形貌、表面状态、热稳定性等方面,对采用熔盐电解和气体雾化2种不同工艺制取的金属钛粉的性质和应用进行全面对比分析。结果表明,电解钛粉微观形貌不规则,同一性差,适合作为粉末冶金原料和热还原剂;气雾化钛粉微观形貌为均匀球状,表面不易吸附气体杂质,比表面积为3.69 m2/g,更适宜作为增材制造的原材料。
【文章来源】：钛工业进展. 2020,37(06)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
电解钛粉和雾化钛粉的XRD精修结构图谱
在扫描电镜下对不同工艺钛粉的尺寸进行测量,雾化钛粉的直径为50～100 μm,电解钛粉大多呈团聚态,单颗粒直径在10～20 μm。高速气雾化和熔盐电解因制取方法不同,造成钛粉微观形貌截然不同。熔融态介质在高速气流的作用下,能够生成类球形雾化钛粉,因此其具有良好的流动性、分散性,可用于3D增材制造原材料。在熔盐电解中,高价钛离子经过多步还原,导致其产物具有不规则的微观形貌和较为明显的团聚态,因此其流动性和分散性不佳,不适宜作为增材制造原料,但是不均匀的微观形貌,使其具有桥接特性,适宜作为粉末冶金原料。2.3 BET分析
电解钛粉和雾化钛粉的氮气吸附-脱附曲线图如图6所示。根据氮气吸附脱附等温曲线,测得雾化钛粉的比表面积约为3.69 m2 /g,而电解钛粉的比表面积约为18.78 m2 /g。电解钛粉比表面积约是气体雾化钛粉比表面积的5倍。在高温熔盐中钛粉的生成需要经过晶核生成、晶粒形成、晶粒长大3个步骤,才能最终形成颗粒形状。电解金属钛粉末的颗粒尺寸差异性较大,由于金属粉末间的熔融、桥接、合并,直接导致其具有较大的孔隙率,因而电解钛粉的BET比表面积较大。电解钛粉在与其他物相原料相接触时,具有较大的接触面积,较适宜作为还原剂。2.4 TGA-DSC分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光选区熔化自由制造异质材料零件[J]. 吴伟辉,杨永强,毛桂生,王迪,宋长辉. 光学精密工程. 2019(03)
[2]航空航天轻质金属材料电弧熔丝增材制造技术[J]. 李权,王福德,王国庆,曾晓雁,罗志伟,马存强,张磊. 航空制造技术. 2018(03)
[3]3D打印用球形钛粉制备技术研究进展[J]. 李保强,金化成,张延昌,胡鹏,袁方利,陈运法. 过程工程学报. 2017(05)
[4]气雾化制备3D打印用金属球形粉的关键技术与发展趋势[J]. 叶珊珊,张佩聪,邱克辉,姚帅,周定杨. 四川有色金属. 2017(02)
[5]钛及钛合金金属粉末注射成形技术的研究进展[J]. 刘超,孔祥吉,吴胜文,况春江. 粉末冶金技术. 2017(02)
[6]粉末钛合金3D打印技术研究进展[J]. 赵霄昊,左振博,韩志宇,徐伟,王庆相,梁书锦,张平祥. 材料导报. 2016(23)
[7]3D打印技术及其在航空航天领域的应用[J]. 谭立忠,方芳. 战术导弹技术. 2016(04)
[8]球形钛粉制备技术的研究进展[J]. 曾光,白保良,张鹏,梁书锦,韩志宇,陈小林,张平祥. 钛工业进展. 2015(01)
[9]金属增材制造技术[J]. 赵剑峰,马智勇,谢德巧,韩雪谦,肖猛. 南京航空航天大学学报. 2014(05)
[10]球形钛粉制备工艺现状[J]. 谢焕文,邹黎明,刘辛,乐晨,蔡一湘. 材料研究与应用. 2014(02)
本文编号：3118573
【文章来源】：钛工业进展. 2020,37(06)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
电解钛粉和雾化钛粉的XRD精修结构图谱
在扫描电镜下对不同工艺钛粉的尺寸进行测量,雾化钛粉的直径为50～100 μm,电解钛粉大多呈团聚态,单颗粒直径在10～20 μm。高速气雾化和熔盐电解因制取方法不同,造成钛粉微观形貌截然不同。熔融态介质在高速气流的作用下,能够生成类球形雾化钛粉,因此其具有良好的流动性、分散性,可用于3D增材制造原材料。在熔盐电解中,高价钛离子经过多步还原,导致其产物具有不规则的微观形貌和较为明显的团聚态,因此其流动性和分散性不佳,不适宜作为增材制造原料,但是不均匀的微观形貌,使其具有桥接特性,适宜作为粉末冶金原料。2.3 BET分析
电解钛粉和雾化钛粉的氮气吸附-脱附曲线图如图6所示。根据氮气吸附脱附等温曲线,测得雾化钛粉的比表面积约为3.69 m2 /g,而电解钛粉的比表面积约为18.78 m2 /g。电解钛粉比表面积约是气体雾化钛粉比表面积的5倍。在高温熔盐中钛粉的生成需要经过晶核生成、晶粒形成、晶粒长大3个步骤,才能最终形成颗粒形状。电解金属钛粉末的颗粒尺寸差异性较大,由于金属粉末间的熔融、桥接、合并,直接导致其具有较大的孔隙率,因而电解钛粉的BET比表面积较大。电解钛粉在与其他物相原料相接触时,具有较大的接触面积,较适宜作为还原剂。2.4 TGA-DSC分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]激光选区熔化自由制造异质材料零件[J]. 吴伟辉,杨永强,毛桂生,王迪,宋长辉. 光学精密工程. 2019(03)
[2]航空航天轻质金属材料电弧熔丝增材制造技术[J]. 李权,王福德,王国庆,曾晓雁,罗志伟,马存强,张磊. 航空制造技术. 2018(03)
[3]3D打印用球形钛粉制备技术研究进展[J]. 李保强,金化成,张延昌,胡鹏,袁方利,陈运法. 过程工程学报. 2017(05)
[4]气雾化制备3D打印用金属球形粉的关键技术与发展趋势[J]. 叶珊珊,张佩聪,邱克辉,姚帅,周定杨. 四川有色金属. 2017(02)
[5]钛及钛合金金属粉末注射成形技术的研究进展[J]. 刘超,孔祥吉,吴胜文,况春江. 粉末冶金技术. 2017(02)
[6]粉末钛合金3D打印技术研究进展[J]. 赵霄昊,左振博,韩志宇,徐伟,王庆相,梁书锦,张平祥. 材料导报. 2016(23)
[7]3D打印技术及其在航空航天领域的应用[J]. 谭立忠,方芳. 战术导弹技术. 2016(04)
[8]球形钛粉制备技术的研究进展[J]. 曾光,白保良,张鹏,梁书锦,韩志宇,陈小林,张平祥. 钛工业进展. 2015(01)
[9]金属增材制造技术[J]. 赵剑峰,马智勇,谢德巧,韩雪谦,肖猛. 南京航空航天大学学报. 2014(05)
[10]球形钛粉制备工艺现状[J]. 谢焕文,邹黎明,刘辛,乐晨,蔡一湘. 材料研究与应用. 2014(02)
本文编号：3118573
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3118573.html
