中航邁特研發出3D列印TiNi記憶合金粉末材料
OFweek3D列印網訊 中國金屬3D列印粉末公司中航邁特在現有球形鈦合金粉末製備技術的基礎上，採用自主研發設計的真空電極感應氣霧化制粉爐，成功研製出球形度高、流動性好、非金屬夾雜物少的高純球形TiNi記憶合金粉末，率先實現 53 m細粉收得率的技術突破，填補國內球形TiNi記憶合金粉末研製的空白。
電極感應霧化裝置制粉原理示意圖
TiNi合金是目前形狀記憶合金中研究最全面、記憶性能最好的合金材料，由於其具有優異的形狀記憶效應與超彈性、高阻尼性、高耐腐蝕性、良好的生物相容性等特點，成為備受關注的新型功能材料，廣泛應用於航空航太、機械電子、生物醫療、橋樑建築、汽車工業及日常生活等多個領域。然而TiNi合金的高熔點、高活性、傳統機加工複雜且性能差嚴重制約了合金的性能提高和進一步應用推廣。
球形TiNi合金粉末是3D列印TiNi合金結構件的原材料，也是該項技術的關鍵突破點。國內市場常見的TiNi合金粉末形狀不規則、夾雜嚴重，很難滿足3D列印對粉末原材料高純度、高流動性、高球形度的要求。
中航邁特研發3D列印TiNi記憶合金粉末材料，形貌如下圖（a）所示，可以看出，粉末顆粒形狀呈球形或近球形，顆粒之間基本無粘連且衛星顆粒極少。單個粉末顆粒形貌如下圖（b）所示，由於氣霧化過程冷卻速率高，製備出粉末的組織均勻。
電極感應氣霧化製備TiNi合金粉末SEM圖.（a）粉末形貌；（b）單個顆粒粉末形貌
下圖為電極感應氣霧化製備球形TiNi合金粉末的X射線衍射圖譜，從圖中可以看出，合金粉末均為TiNi相（B2有序相）。這表明電極感應霧化製備的TiNi合金粉末潔淨度高，並且成分均一。經氣體含量檢測，15-53 mTiNi粉末的氧含量為371ppm，氮含量為35ppm。
TiNi合金粉末XRD衍射圖譜
在成功製備出高球形、高潔淨度、組織成分均勻的合金粉末基礎上，研發團隊進一步優化TiNi合金粉末霧化工藝，提高粉末綜合性能，實現量化生產，在滿足國內需求同時出口歐美。在高端鈦基粉末材料研發和應用方面，可以與歐美企業同台競技。
該型球形TiNi合金粉末同時適用於3D列印送粉工藝和鋪粉工藝，使3D列印個性化人體介入醫療器械（如心血管支架、脊柱內固定物）製造成為可能。
電極感應霧化裝置制粉原理示意圖
TiNi合金是目前形狀記憶合金中研究最全面、記憶性能最好的合金材料，由於其具有優異的形狀記憶效應與超彈性、高阻尼性、高耐腐蝕性、良好的生物相容性等特點，成為備受關注的新型功能材料，廣泛應用於航空航太、機械電子、生物醫療、橋樑建築、汽車工業及日常生活等多個領域。然而TiNi合金的高熔點、高活性、傳統機加工複雜且性能差嚴重制約了合金的性能提高和進一步應用推廣。
球形TiNi合金粉末是3D列印TiNi合金結構件的原材料，也是該項技術的關鍵突破點。國內市場常見的TiNi合金粉末形狀不規則、夾雜嚴重，很難滿足3D列印對粉末原材料高純度、高流動性、高球形度的要求。
中航邁特研發3D列印TiNi記憶合金粉末材料，形貌如下圖（a）所示，可以看出，粉末顆粒形狀呈球形或近球形，顆粒之間基本無粘連且衛星顆粒極少。單個粉末顆粒形貌如下圖（b）所示，由於氣霧化過程冷卻速率高，製備出粉末的組織均勻。
電極感應氣霧化製備TiNi合金粉末SEM圖.（a）粉末形貌；（b）單個顆粒粉末形貌
下圖為電極感應氣霧化製備球形TiNi合金粉末的X射線衍射圖譜，從圖中可以看出，合金粉末均為TiNi相（B2有序相）。這表明電極感應霧化製備的TiNi合金粉末潔淨度高，並且成分均一。經氣體含量檢測，15-53 mTiNi粉末的氧含量為371ppm，氮含量為35ppm。
TiNi合金粉末XRD衍射圖譜
在成功製備出高球形、高潔淨度、組織成分均勻的合金粉末基礎上，研發團隊進一步優化TiNi合金粉末霧化工藝，提高粉末綜合性能，實現量化生產，在滿足國內需求同時出口歐美。在高端鈦基粉末材料研發和應用方面，可以與歐美企業同台競技。
該型球形TiNi合金粉末同時適用於3D列印送粉工藝和鋪粉工藝，使3D列印個性化人體介入醫療器械（如心血管支架、脊柱內固定物）製造成為可能。