超硬材料制備技術(shù)的案例
材料“金手指”，金屬材料高通量制備技術(shù)及案例分享
金屬材料高通量制備技術(shù)介紹
材料高通量制備技術(shù)可以在短時間內(nèi)制備大量不同成分的新型材料，可以加速新型材料的研發(fā)與應用，被列為材料基因組技術(shù)的三大技術(shù)要素之一。其中金屬材料的高通量制備有多種制備方法，但傳統(tǒng)的金屬材料高通量制備方法制備周期長，制備樣品尺寸較小，能源消耗較高。
隨著增材制造技術(shù)的不斷發(fā)展，采用增材制造技術(shù)開展金屬材料的高通量制備也得到了迅速的發(fā)展，且增材制造高通量制備相較于傳統(tǒng)高通量制備技術(shù)呈現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢：
1. 可以快速成型多種材料試樣；
2. 可以制備毫米級以上的塊狀樣品；
3. 研究過程中原材料消耗較少，更經(jīng)濟。
圖1 金屬材料高通量制備方法總覽
安世亞太科技股份有限公司攜手鋼鐵研究總院，基于激光選區(qū)熔化技術(shù)開發(fā)了具有國際領(lǐng)先水平的DLM-120HT金屬材料高通量增材制備設(shè)備。
圖2 DLM-120HT金屬材料高通量制備平臺
DLM-120HT是基于異質(zhì)粉末3D打印的新金屬材料開發(fā)高通量制備平臺。直接利用元素粉末或合金粉末進行激光選區(qū)熔化成型，一次打印過程可實現(xiàn)4種粉末、160種材料成分配比的力學性能樣件制備，適用于鋼鐵材料、鋁合金、鈦合金、 鎳基高溫合金、高熵合金等金屬新材料的成分篩選、性能研究以及梯度材料的研究。
圖3 DLM-120HT金屬材料高通量制備平臺技術(shù)路線
在最近結(jié)束的2021第四屆增材制造全球創(chuàng)新應用大賽中，DLM-120HT高通量增材制備平臺獲得了特別貢獻獎。
展開 除了金剛石，你還知道哪些超硬材料？
經(jīng)過數(shù)十年的研究，現(xiàn)在靜態(tài)觸媒條件下超高壓高溫法合成金剛石大單晶技術(shù)已經(jīng)成熟。
我國在超高壓高溫法合成的人造鉆石大單晶，以及采用微波等離子體CVD法合成人造鉆石的技術(shù)開發(fā)和應用方面都取得了快速的發(fā)展，已經(jīng)有合成鉆石飾品在市場上銷售，并初具市場規(guī)模。
3、cBN 的主要應用
cBN 與金剛石相比有獨有的優(yōu)點，如高熱穩(wěn)定性，與鐵族系元素化學惰性。
cBN 的用途目前主要有兩個方面，一是制造磨具，二是制成聚晶立方氮化硼用作刀具材料。因此，cBN 加工黑色金屬材料有獨到之處，為硬而韌的難加工鐵基材料提供了新的加工工具。
cBN 的主要應用如下：
（１）用作磨具材料。既能用于鐵基材料的加工，也能用于非鐵金屬材料的加 工。
（２）用作刀具材料。用于刀具的一般是聚晶立方氮化硼， PcBN 是由 cBN 單晶制備的微粉，通過添加碳化鈦、 鈷等粘接劑，再用六面頂壓機經(jīng)高壓高溫燒結(jié)制得 的。對鐵族金屬及其合金的加工特別有效，特別適合于高速切削和干式切削，并實現(xiàn)了以車代磨， 以銑代磨，大幅度提高了生產(chǎn)效率。
（３）用作功能材料。高導熱性 cBN 可以應用在光電功能器件上。
超硬材料是眾多不同材料中的一個小品種，但它卻是一種不可替代材料，并將可能逐步部分代替其他一些材料。
免責聲明：本文系網(wǎng)絡轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸原作者所有。如涉及版權(quán)，請聯(lián)系刪除！文中內(nèi)容僅代表作者個人觀點，轉(zhuǎn)載不同于本平臺認同或者持有相同觀點。
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經(jīng)過數(shù)十年的研究，現(xiàn)在靜態(tài)觸媒條件下超高壓高溫法合成金剛石大單晶技術(shù)已經(jīng)成熟。
我國在超高壓高溫法合成的人造鉆石大單晶，以及采用微波等離子體CVD法合成人造鉆石的技術(shù)開發(fā)和應用方面都取得了快速的發(fā)展，已經(jīng)有合成鉆石飾品在市場上銷售，并初具市場規(guī)模。
3、cBN 的主要應用
cBN 與金剛石相比有獨有的優(yōu)點，如高熱穩(wěn)定性，與鐵族系元素化學惰性。
cBN 的用途目前主要有兩個方面，一是制造磨具，二是制成聚晶立方氮化硼用作刀具材料。因此，cBN 加工黑色金屬材料有獨到之處，為硬而韌的難加工鐵基材料提供了新的加工工具。
cBN 的主要應用如下：
（１）用作磨具材料。既能用于鐵基材料的加工，也能用于非鐵金屬材料的加 工。
（２）用作刀具材料。用于刀具的一般是聚晶立方氮化硼， PcBN 是由 cBN 單晶制備的微粉，通過添加碳化鈦、 鈷等粘接劑，再用六面頂壓機經(jīng)高壓高溫燒結(jié)制得 的。對鐵族金屬及其合金的加工特別有效，特別適合于高速切削和干式切削，并實現(xiàn)了以車代磨， 以銑代磨，大幅度提高了生產(chǎn)效率。
（３）用作功能材料。高導熱性 cBN 可以應用在光電功能器件上。
超硬材料是眾多不同材料中的一個小品種，但它卻是一種不可替代材料，并將可能逐步部分代替其他一些材料。
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展開 除了金剛石，你還知道哪些超硬材料？
經(jīng)過數(shù)十年的研究，現(xiàn)在靜態(tài)觸媒條件下超高壓高溫法合成金剛石大單晶技術(shù)已經(jīng)成熟。
我國在超高壓高溫法合成的人造鉆石大單晶，以及采用微波等離子體CVD法合成人造鉆石的技術(shù)開發(fā)和應用方面都取得了快速的發(fā)展，已經(jīng)有合成鉆石飾品在市場上銷售，并初具市場規(guī)模。
3、cBN 的主要應用
cBN 與金剛石相比有獨有的優(yōu)點，如高熱穩(wěn)定性，與鐵族系元素化學惰性。
cBN 的用途目前主要有兩個方面，一是制造磨具，二是制成聚晶立方氮化硼用作刀具材料。因此，cBN 加工黑色金屬材料有獨到之處，為硬而韌的難加工鐵基材料提供了新的加工工具。
cBN 的主要應用如下：
（１）用作磨具材料。既能用于鐵基材料的加工，也能用于非鐵金屬材料的加 工。
（２）用作刀具材料。用于刀具的一般是聚晶立方氮化硼， PcBN 是由 cBN 單晶制備的微粉，通過添加碳化鈦、 鈷等粘接劑，再用六面頂壓機經(jīng)高壓高溫燒結(jié)制得 的。對鐵族金屬及其合金的加工特別有效，特別適合于高速切削和干式切削，并實現(xiàn)了以車代磨， 以銑代磨，大幅度提高了生產(chǎn)效率。
（３）用作功能材料。高導熱性 cBN 可以應用在光電功能器件上。
超硬材料是眾多不同材料中的一個小品種，但它卻是一種不可替代材料，并將可能逐步部分代替其他一些材料。
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展開 
研究 \\ 冷凍鑄造技術(shù)定向制備氮化硼復合隔熱氣凝膠材料
為了緩解這種情況，有必要開發(fā)利用零能耗的隔熱材料。
目前，室內(nèi)熱舒適主要通過建造具有保溫性能的建筑圍護結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。這些隔熱結(jié)構(gòu)通常采用低導熱系數(shù)的材料，可以減少建筑物外部和內(nèi)部之間的熱交換，或者采用高反射涂層，可以最大限度地減少從陽光中吸收的熱量進入建筑物。礦棉、木纖維、玻璃纖維、多孔芳綸纖維和市售的膨脹隔熱泡沫等聚苯乙烯(EPS)和聚氨酯(PU)泡沫是用于保溫的常規(guī)材料。然而，它們的導熱系數(shù)高于空氣，從而限制了它們的應用。
三維(3D)多孔氣凝膠由于其低密度和高孔隙率而被設(shè)想為潛在的絕緣材料。其中常用的是陶瓷基氣凝膠和聚合物基氣凝膠。另一方面，聚合物氣凝膠比硅基氣凝膠具有更高的延展性，但其導熱系數(shù)通常高于空氣。目前隔熱材料通常用于降低建筑物的能源消耗。大多數(shù)商用產(chǎn)品在白天的熱導率低，絕緣性能差，太陽光反射率和熱發(fā)射率小。在同一種材料中實現(xiàn)所有特性是非常具有挑戰(zhàn)性的。
02
成果掠影
近期，香港科技大學Jang-Kyo Kim聯(lián)合香港理工大學沈曦教授在隔熱氣凝膠材料方面的研究取得新進展。該團隊采用單向冷凍鑄造技術(shù)制備了各向異性氮化硼納米片(BNNs)/聚乙烯醇復合氣凝膠。與傳統(tǒng)SiO2或Al2O3基氣凝膠中相互連接的各向同性納米顆粒形成的開孔結(jié)構(gòu)不同，二維BNNS可以將氣凝膠分隔成獨立的細胞，有效減少空氣傳導和對流，從而實現(xiàn)超低導熱。得益于BNNs排列的多孔結(jié)構(gòu)，具有最佳BNNS含量的復合氣凝膠在具有20.3 W/mK的超低導熱系數(shù)。此外，BNNS還具有高的折射率，遠高于傳統(tǒng)的SiO2(~1.47)和Al2O3(~1.77)納米粒子。
展開 一種用于定向垂直碳纖維基復合熱界面材料的制備技術(shù)
具有優(yōu)異的柔性和延展性的熱界面材料(TIM)通常用于連接電子元件和散熱器之間的間隙，以最小化電子元件與散熱器之間的接觸熱阻，并提高導熱性。但是，聚合物的固有導熱系數(shù)(Tc)非常低，這意味著聚合物不能滿足大功率電子元件散熱的高導熱要求。
為了提高材料的熱導率，通常在基體中引入具有高熱導率的導熱填料。碳纖維(CF)擁有沿一維(1D)方向的高導熱系數(shù)為1100 W/(mK)，被認為是制造高性能TIM的有前途的填料。然而，CF的導熱性是各向異性的，并且有報道稱，瀝青基的CF沿軸向的導熱系數(shù)大于1100 W/(mK)但沿徑向小于10 W/(mK)。隨機填充CFs制備的TIM沒有很好的導熱表現(xiàn)。
考慮各向異性CF的導熱性，取向是一種有效的策略要獲得高導熱性，目前定向的技術(shù)包括化學氣相沉積生長，磁場，三維(3D)打印，冷凍干燥，靜電紡絲和應力誘導等已經(jīng)發(fā)展起來。然而，甚至在定向之后導熱系數(shù)仍然不理想，這可能是由于使用CF作為單獨的填料未能形成有效的熱傳導網(wǎng)絡。進一步添加額外的填充物是一種有效的策略。然而，大多數(shù)定向技術(shù)高度依賴于特定的儀器，難以大規(guī)模制備。因此開發(fā)出適合大規(guī)模生產(chǎn)的定向技術(shù)是非常重要的。
02
成果掠影
近期，河北工業(yè)大學鄧齊波教授，天津理工大學趙云峰教授和蘇州泰吉諾新材料有限公司李兆強團隊聯(lián)合在制備具有高導熱率的復合材料取得新進展。
文中提出了一種用各種定向CF制備TIM的簡便方法，這種方法的靈感來自于一個簡單的“搟餅”過程。本研究首次制備了聚二甲基硅氧烷(PDMS)/短碳纖維(SCFs)/Al球形顆粒(PDMS/SCFs/Al)復合材料。
展開 微流體技術(shù):精細化學品合成與納米和多孔材料的制備
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金剛石超硬合成材料制品去除毛刺氧化皮自動拋光工藝方法
金剛石超硬材料零件拋光后效果
5. 附加說明
此金剛石超硬材料零部件屬于小型精密產(chǎn)品，因此粗磨拋光機器采用 高能離心式研磨拋光機，研磨力度大，切削效率高。金剛石屬于超硬材料，硬度高，因此粗磨采用切削力比重切削的棕剛玉還要高的碳化硅磨料，可以達到快速去毛刺除氧化層的作用。
精磨采用輕切削力的精密研磨拋光磨料，磨料砂粒度小，可以進一步降低表面粗糙度。
6. 最后總結(jié)
在這個案例中，我們展示了一個激光切割金剛石超硬材料零部件產(chǎn)品外表面的自動化去毛刺及鋸齒形波浪紋路、除氧化皮研磨拋光的工藝過程。
如果您有等離子、水刀、線切割等精密五金配件、加工件或以下產(chǎn)品去毛刺研磨拋光方面的問題需要專業(yè)技術(shù)支持，可以參考上述案例：
金剛石如何打磨
金剛石怎樣拋光
金剛石去毛刺的方法
金剛石是什么切割打磨的
金剛石制品去毛刺拋光工藝方法
金剛石材料去毛刺拋光工藝方法
金剛石零部件去毛刺拋光工藝方法
金剛石鏡面研磨拋光
激光切割去毛刺機
激光切割毛刺怎么去除
激光機切割有毛刺怎么解決
激光切割出現(xiàn)鋸齒波浪
激光打孔毛刺怎么處理
高硬度材料用什么方法去毛刺
超硬材料拋光方法
展開 華中科技大學柳林組JMCA: 新型熱噴涂3D打印技術(shù)制備大尺寸高韌性Fe基非晶合金及其復合材料
研究發(fā)現(xiàn)，該非晶合金及復合材料具有優(yōu)異斷裂韌性主要歸因于熱噴涂產(chǎn)生的扁平狀層間結(jié)構(gòu)，阻礙裂紋貫穿性擴展，從而提高材料的斷裂韌性。在此基礎(chǔ)上，輔以預制模板，就可以打印出形狀較為復雜的三維非晶零件。相比于傳統(tǒng)激光3D打印技術(shù)，TS3DP技術(shù)具有更高的3D打印效率（是激光3D打印的4-10倍）。本研究成果不僅提供了一種制備大尺寸、高韌性非晶合金及復合材料的新方法，也為促進高性能非晶合金及復合材料的工業(yè)應用奠定基礎(chǔ)。
【圖文導讀】
圖1. 熱噴涂3D打印技術(shù)原理示意圖以及大尺寸Fe基非晶合金及復合材料樣件
圖2. 熱噴涂3D打印成形非晶合金及復合材料的顯微結(jié)構(gòu)表征（SEM、TEM）
圖3. 熱噴涂3D打印非晶合金及復合材料的壓縮性能與斷裂韌性
圖4. 熱噴涂3D打印非晶合金及復合材料的斷裂與增韌機理分析
圖5. 采用模板輔助熱噴涂3D打印技術(shù)制備的形狀復雜的非晶合金及復合材料構(gòu)件
【小結(jié)】
在這個工作中，研究人員開發(fā)出一種新型熱噴涂3D打印技術(shù)，成功制備出大尺寸Fe基非晶合金及其復合材料，該材料具有高強度（>1.8 GPa）及良好的斷裂韌性（13-21 MPa 1/2）。
在此基礎(chǔ)上，輔以預制模板，打印出形狀較為復雜的三維非晶零件。本研究成果不僅提供了一種制備大尺寸、高韌性非晶合金及復合材料的新方法，也為促進高性能非晶合金及復合材料的工業(yè)應用奠定基礎(chǔ)。該研究得到了國家自然科學基金項目（51531003；51471074）以及科技部973項目（2015C856801）等資助。
展開 DfAM專欄 | DLM-120HT金屬材料高通量制備平臺助力新材料研究
被列為材料基因組技術(shù)的三大技術(shù)要素之一。
不同工藝制備的氟化鎂材料
不同工藝制備的氟化鎂材料對真空鍍膜的影響
MgF2是應用最早的、最常用的、性能優(yōu)良的光學鍍膜材料。然而，由于其制備工藝過程不同所造成的材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)上的差異，最終對真空鍍膜工藝和薄膜光學性能(如折射率)會產(chǎn)生很大的影響
MgF2壓片材料結(jié)構(gòu)較為松散,內(nèi)部組織中存在大量的氣孔和未脫除的結(jié)晶水，冷壓時排出了部分氣孔，但由于沒能從根本上消除氣孔，并有少量結(jié)晶水存在，鍍膜過程仍有放氣、噴濺及成膜后折射率偏離現(xiàn)象。
晶體MgF2材料，從材料處理工藝上采用了真空低溫預處理、高溫脫氣等過程，最大限度地排除了產(chǎn)生放氣、噴濺和發(fā)生化學反應，從而具備了組織均勻的良好內(nèi)部特征，是真空鍍膜的優(yōu)良首選材料。
1995年，愛特斯光學開始氟化鎂真空鍍膜材料的生產(chǎn)，主要生產(chǎn)氟化鎂晶體和氟化鎂壓片，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，熱銷于國內(nèi)外市場。
展開 
中科院寧波材料所劉小青團隊《ACS Nano》：在樹脂基碳材料制備上取得新進展
生物基高分子材料具有節(jié)約石化資源和保護環(huán)境的雙重功效，是當前學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界同時追逐的熱點之一。但是目前的研究和開發(fā)工作主要集中于熱塑性材料，對于生物基熱固性樹脂的研究則相對較少。和石油基熱固性樹脂一樣，生物基熱固性樹脂在固化交聯(lián)之后，同樣面臨著難降解、難回收的問題，如何實現(xiàn)其全壽命周期綠色化以及可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
中科院寧波材料所劉小青研究員基于自己多年的生物基熱固性樹脂研究經(jīng)驗（Progress in Polymer Science, 2021,113,101353），提出開發(fā)生物基材料的本質(zhì)是為了實現(xiàn)對生物碳的高效利用。為了實現(xiàn)生物基熱固性樹脂在使用之后的再次高附加值利用，他們嘗試著利用激光燒蝕的方法，將高性能生物基熱固性樹脂轉(zhuǎn)化為功能性碳材料（Carbon, 2020, 163, 85-94；Carbon, 2021, 183, 600-611），擬完成從“生物碳”到“生物基樹脂”再到“功能化碳”的閉環(huán)轉(zhuǎn)化。
近日，受自然界中具有極高太陽光利用效率的針葉森林結(jié)構(gòu)啟發(fā)，該團隊通過碳材料多級結(jié)構(gòu)調(diào)控，構(gòu)建了一種由多孔石墨烯“樹”密排列成的三維石墨烯薄膜（Forest-like LIG）。這種獨特的多級結(jié)構(gòu)使得入射光在“樹”之間以及“樹枝”之間進行多次反射，顯著減小了石墨烯的光反射。結(jié)合石墨烯本身的光熱特性，F(xiàn)orest-like LIG在太陽光全波長范圍內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)異的吸光率（平均吸光度達到99%）和光熱轉(zhuǎn)換性能（在一個太陽光強度的氙燈照射下平衡溫度達到90.7 ± 0.4 °C）。
圖1.
展開 電子封裝用陶瓷基板材料及其制備工藝
與其他陶瓷材料相比，Si3N4陶瓷基片具有很高的電絕緣性能和化學穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性好，機械強度大，可用于制造高集成度大規(guī)模集成電路板。
幾種陶瓷基片材料性能比較
從結(jié)構(gòu)與制造工藝而言，陶瓷基板又可分為HTCC、LTCC、TFC、DBC、DPC等。
高溫共燒多層陶瓷基板（HTCC）
HTCC，又稱高溫共燒多層陶瓷基板。制備過程中先將陶瓷粉（Al2O3或AlN）加入有機黏結(jié)劑，混合均勻后成為膏狀漿料，接著利用刮刀將漿料刮成片狀，再通過干燥工藝使片狀漿料形成生坯；然后依據(jù)各層的設(shè)計鉆導通孔，采用絲網(wǎng)印刷金屬漿料進行布線和填孔，最后將各生坯層疊加，置于高溫爐（1600℃）中燒結(jié)而成。此制備過程因為燒結(jié)溫度較高，導致金屬導體材料的選擇受限（主要為熔點較高但導電性較差的鎢、鉬、錳等金屬），制作成本高，熱導率一般在20~200W/（m·℃）。
低溫共燒陶瓷基板（LTCC）
LTCC，又稱低溫共燒陶瓷基板，其制備工藝與HTCC類似，只是在Al2O3粉中混入質(zhì)量分數(shù)30%~50%的低熔點玻璃料，使燒結(jié)溫度降低至850~900℃，因此可以采用導電率較好的金、銀作為電極材料和布線材料。因為LTCC采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制作金屬線路，有可能因張網(wǎng)問題造成對位誤差；而且多層陶瓷疊壓燒結(jié)時還存在收縮比例差異問題，影響成品率。為了提高LTCC導熱性能，可在貼片區(qū)增加導熱孔或?qū)щ娍祝杀驹黾印?厚膜陶瓷基板（TFC）
相對于LTCC和HTCC，TFC為一種后燒陶瓷基板。采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將金屬漿料涂覆在陶瓷基片表面，經(jīng)過干燥、高溫燒結(jié)（700~800℃）后制備。金屬漿料一般由金屬粉末、有機樹脂和玻璃等組分。
展開 自組裝法制備高導熱氮化硼復合材料
來源 | Polymer
01
背景介紹
隨著集成電路芯片和電子設(shè)備小型化的快速發(fā)展，為防止芯片的熱失控，對熱管理材料提出了更嚴格的要求。此外，電子封裝材料經(jīng)常會遇到應力破壞和漏電等嚴重問題。因此同時具有出色的電絕緣性和導熱性的熱界面材料成為了重點的研究方向。
然而，導熱系數(shù)的提高受到填料的含量和結(jié)構(gòu)的限制。此外，當填充量高時，由于界面相互作用弱和應力集中，復合材料的力學性能往往不理想。高填充量與高強度往往是相互矛盾的，這是復合材料機械加固的經(jīng)典問題。
為了解決這個問題，研究人員采用不同的方法，如逐層組裝、模板定向組裝、機械輔助壓制和磁場輔助等廣泛發(fā)展用于制備納米復合材料。但由于效率低和路線復雜，這些策略無法實現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)制備，這在實際應用中是非常不可取的。
二維BN具有較高的理論導熱系數(shù)和優(yōu)異的絕緣性能，是開發(fā)高導熱擬納米復合材料的合適候選填料。但是，由于高慣性和相對較大的厚度，h-BN在溶液中直接自組裝的報道很少。因此，研究h-BN的誘導取向?qū)τ趯崿F(xiàn)功能復合材料的規(guī)模化制備具有重要意義。
02
成果掠影
近期，華東理工大學材料科學與工程學院的張玲教授在開發(fā)一種適合規(guī)模化熱界面材料制備技術(shù)方向取得新的進展。該團隊受天然珍珠特殊結(jié)構(gòu)和功能的啟發(fā)，通過綠色、簡單的蒸發(fā)誘導組裝技術(shù)，可以大規(guī)模制備具有優(yōu)異導熱系數(shù)、高絕緣性和堅固力學性能的納米級CS/BNNS薄膜。
值得注意的是，CS/BNNS薄膜在70 wt%時的拉伸強度高達104.5 MPa, 導熱系數(shù)為26.3 W/(m·K)，這是由于其取向良好的結(jié)構(gòu)和強的界面相互作用。
展開 【材料課堂】3D打印用球形金屬粉末制備工藝
本文對3D打印用金屬粉末的主要制備工藝的基本原理進行了闡述, 并分析了其優(yōu)缺點, 目的是進一步提高3D打印用金屬粉末的制備技術(shù)水平, 促進3D打印技術(shù)的發(fā)展和應用。
球形金屬粉末是金屬3D打印的核心材料, 是3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的環(huán)節(jié), 與3D打印技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。在“2013世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會”中, 權(quán)威專家對3D打印金屬粉末的性能要求給出了清晰的定義, 即尺寸小于1 mm的金屬粉末, 此外, 還要求金屬滿足純度高、球形度好、粒徑分布窄、含氧量低、流動性好等要求。2014年6月頒布的ASTM F3049-14標準規(guī)定了3D打印金屬粉性能的范圍和表征方法。目前, 3D打印用金屬粉末材料主要集中在鐵、鈦、鈷、銅、鎳等金屬及其合金方面。
隨著金屬3D打印技術(shù)的飛速發(fā)展, 球形金屬粉末的市場將保持高增長態(tài)勢。2016年3D打印金屬粉的市場規(guī)模約為2.5億美元, 據(jù)IDTechEx表示, 到2025年, 3D打印金屬粉末的市場規(guī)模將達到50億美元。但目前3D打印用球形金屬粉主要由國外廠家壟斷, 國內(nèi)生產(chǎn)的球形粉末存在性能不穩(wěn)定、成本高、收得率低等問題。因此, 研究3D打印金屬粉末的制備尤為重要, 本文對3D打印用金屬粉末的主要制備工藝的基本原理進行了闡述, 并分析了其優(yōu)缺點, 目的是進一步提高3D打印用金屬粉末的制備技術(shù)水平, 促進3D打印技術(shù)的發(fā)展和應用。
1
3D打印用金屬粉末制備工藝現(xiàn)狀
目前針對3D打印用金屬粉末的制備方法主要有霧化法、旋轉(zhuǎn)電極法、球化法等。
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