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不同制备工艺对金属钛粉微观性质及应用的影响研究

2021-01-08李红莉

钛工业进展 2020年6期

李红莉,张 宇,2

(1.浙江工业职业技术学院, 浙江 绍兴 312000)(2.浙江工业大学 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江重点实验室, 浙江 杭州 310014)

钛材被广泛应用于航空航天、医疗、化工、海洋工程等诸多领域[1-4]。传统的钛材生产工艺技术复杂、生产成本较高,在一定程度上限制了其应用。目前研究的新型钛材成形技术中,以增材制造技术和粉末冶金制备技术的发展前景最好[5-10]。成形中以金属钛粉为原材料,通过热等静压或金属激光烧结增材制造等方式制备,具有生产周期短、成材率高等优点。其中,金属钛粉的制备多以“海绵钛”和“钛熔融体”为初始原料,通过熔盐电解和气体雾化制备等方式生产[11-14]。

钛粉原料的质量对成品钛材的质量有着重要影响[15-17],而目前诸多的研究工作多集中在钛材的成形技术方面。本研究分别采用熔盐电解法和气体雾化法制备金属钛粉末,通过对物相结构、比表面积、热稳定性等性能的对比,分析不同方法制备的金属钛粉末的性能及其适用领域。

1 实 验

1.1 钛粉制备过程

1.1.1 熔盐电解法制备金属钛粉

熔盐电解法制取金属钛粉工艺过程如图1所示。使用海绵钛作为初始原料,将NaCl+KCl熔盐经过常温烘干、真空烘干后,放入坩埚中,再向其中放入适量海绵钛,坩埚加热到850 ℃,加入TiCl4液体。待反应结束后,在坩埚中通入电极,阳极杆上固定海绵钛作为可溶性阳极,钼棒作为阴极,维持温度850 ℃,以0.5 A/cm2的恒定电流密度电解6 h。待电解结束后,将阴极产物(熔盐和海绵钛混合物)使用1%的盐酸溶液清洗,再使用乙醇清洗,干燥后得到熔盐电解钛粉。……

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