中國粉體網訊 鈦及其合金是２０世紀中期發展起來的一種重要金屬，由于其具有密度低、比強度高、耐蝕性好、耐熱性高、無磁、焊接性能好等優良性能，在航空、航天、航海等領域起著獨特的作用。高性能球形鈦粉具有球形度高、流動性好、松裝密度高、氧含量低(＜0.15% )和粒度細小等特點，主要應用于先進粉末冶金技術、激光增材制造技術、熱噴涂技術等領域。
目前，球形鈦粉主要制備技術包括氣體霧化法、等離子旋轉電極法、等離子火炬霧化法、射頻等離子球化法。
1、氣體霧化法
氣體霧化法是借助高速氣流將液體金屬或合金直接破碎成為細小液滴，并快速冷凝制得粉末的方法，由于該法只需克服液體金屬原子間的鍵合力就能使之分散，因此，具有良好的經濟性。
氣霧化法具有成本低、生產效率高，鈦粉球形度高、氧含量低以及環境污染小等特點，是目前制備球形鈦粉最普遍的制備方法。
2、等離子旋轉電極法
等離子旋轉電極法是制備球形鈦合金粉常用方法之一，其原理主要是以鈦合金棒材作為自耗電極，制粉時讓電極保持高速旋轉狀態，等離子作為熱源逐步熔化電極，所產生的液體通過離心力作用甩出后形成細小液滴，在表面張力作用及惰性氣體保護的環境中冷卻固化為球形顆粒。
等離子旋轉電極法具有以下優點：(1)粉末純凈度高、無污染、含氧量低、流程簡單; (2)金屬液滴球化時間長，粉末球形度高，粒度分布窄，細分收得率高; (3)與氣霧化相比，等離子旋轉電極法不需要高速氣體流，因此避免出現因“傘效應”而產生的空心粉，無“衛星球”產生。
3、等離子火炬霧化法
等離子火炬霧化法是將金屬及其合金以棒坯、絲材、顆粒或者液態蒸汽形式，通過特制的進料設備以恒定的送料速度送入爐內，并利用在爐體上布置的等離子火炬產生的聚焦等離子射流將物料熔融霧化，然后經過冷卻得到球形粉體。通常采用等離子火炬霧化技術制備鈦及鈦合金粉主要原料為鈦或其合金絲，體系在整 個過程中均處于惰性氣氛保護下，可減少粉末氧化，獲得高純粉體。
該技術采用等離子作為霧化熱源，可使目標物料熔融更充分，結合冷卻速度的合理控制，可得到球形度高、氧含量低及粒度細的粉末。但由于該技術以高功率等離子槍為熱源，能源消耗大，會增加球形鈦及鈦合金粉的制備成本。此外，等離子火炬霧化法所得球形粉體粒度分布較寬，使用前必須進行粒度分級，且微細粉體產率較低，產品成本高，限制了大面積推廣應用。
4、射頻等離子球化法
射頻感應等離子體制備球形鈦粉，是將形狀不規則的鈦粉顆粒由攜帶氣體通過料槍噴入等離子體炬中，被迅速加熱而熔化。熔融的顆粒在表面張力的作用下形成球形度很高的液滴，并在極短的時間內迅速凝固，從而得到球形鈦粉。
射頻等離子體系統由于空間大、純度高、軸向供粉以及在放電區域內粉末顆粒留時間長，故特別適合于粉末球化。另外，等離子體球化法可以改善粉末流動性、提高粉末松裝密度、消除顆粒內部的孔隙與裂縫、改變顆粒表面形貌、提高粉末純度。
中國粉體網旗下粉體公開課平臺將于2021年8月27日舉辦“2021（第二屆）粉體球形化制備及檢測技術網絡研討會”，來自北京科技大學新材料技術研究院的郝俊杰教授將帶來題為《射頻等離子體球化制備微細球形鈦粉》的報告，屆時，他將介紹制備球形金屬粉末的技術及其特點，并在此基礎上，對球形鈦粉制備技術進行綜述，著重介紹具有低成本優勢的射頻等離子體球化制備微細球形鈦粉研究成果。
專家簡介
郝俊杰，教授，博士生導師。于天津大學材料學院獲學士、碩士、博士學位。在北京科技大學新材料技術研究院粉末冶金研究所從事科研與教學工作。主要從事粉末冶金、摩擦材料、超硬材料方向的研究。先后主持完成了多項國家博士點基金、自然科學基金和國防科工局配套項目。在國內外期刊發表論文80余篇，以第一發明人獲得授權國家發明專利20余項。獲得教育部科技進步二等獎1項。
資料來源：
謝煥文、鄒黎明等.球形鈦粉制備工藝現狀
陸亮亮、張少明等.球形鈦粉先進制備技術研究進展
王彥軍、張鑫等.增材制造用球形鈦合金粉等離子制備技術及發展前景分析
谷忠濤等.射頻感應等離子體制備球形鈦粉的工藝研究
（中國粉體網編輯整理/長安）
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