[发明专利]球形钽、铌及钽铌合金粉末、及其制备方法及其在3D打印及医疗器械中的用途

说明书

本发明涉及一种球形钽、铌及钽铌合金粉末、及其制备方法及其在3D打印及医疗器械中的用途。更具体地涉及一种高纯、球形的粉末例如钽、铌或钽铌合金的粉末，其粒度范围为25μm‑180μm，优选35‑165μm，其包含：低于1500ppm的O、低于15ppm的C、低于150ppm的N、低于10ppm的Fe。

技术领域

本发明涉及一种球形钽、铌或钽铌合金粉末、其制备方法，及其3D 打印和医疗器械中的用途。

背景技术

制造3D打印件及医疗器械所用的钽、铌及钽铌合金粉末需要具有高纯、粒度均匀、球形度好等特征。现有工艺的钽粉粒形复杂，有石头块状结构、片式结构及海绵状结构，表面粗糙；而且其差的球形度和粒度分布导致钽粉颗粒流动性、成型性变差，限制了这些粉末的用途，特别是限制了其在制造打印产品中的用途。特别地，现有工艺的钽粉还具有致密度不高的缺陷，影响了打印件的各项力学性能。

中国专利CN87101648A提供了一种球形或表面球形化的高压钽粉及制取工艺。该发明采用等离子工艺，使钽粉在球化的过程中杂质同时挥发，从而使产品的电性能得到改善。

中国专利CN101439403A提供了一种感应等离子体电容器级纳米钽粉制备用原料的前期处理工艺，该工艺包括如下步骤：采用钠还原制备的粒度为2-10μm的钽粉作为原料；该发明能连续地进行电容器级纳米和亚微米钽粉制备，通过球化、筛分和分级处理，使原料成球形，粉末粒度控制在2-5μm的粉末占90％以上。

这两种现有技术针对的都是电容器级钽粉，对球形度、纯度等方面的要求很低。

中国专利CN101837463A提供了一种高频等离子体制备微细球形镍粉的方法。以金属镍的氢氧化物或者碱式碳酸盐为原料，利用高频等离子体工艺进行氢还原制备微细球形镍粉。该发明的特征在于采用氢氧化物或者碱式碳酸盐为原料，等离子体还原过程中，不仅镍粉颗粒大小和形貌容易控制，而且工艺流程短。然而，该现有技术得到的粒子很小，仅具有50-100nm的尺寸。而且，本领域技术人员清楚，镍粉与阀金属粉末例如钽粉、铌粉和钽铌合金粉末的物理化学性质有很大不同。

本领域技术人员还知晓，钽、铌和钽铌合金等熔点很高，例如钽的熔点高达2996℃，以往的球化、提纯方法中的工艺温度很难达到该熔点。

其余还有一些专利也涉及通过高频等离子体制备的微细球形粉末，但仍不满足3D打印和医疗器械对于高纯、大粒度且孔隙少、致密度高的钽、铌、钽铌合金金属粉末的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球形钽、铌或钽铌合金粉末及其制备方法。

具体地，本发明提供一种高纯、球形的钽、铌或钽铌合金粉末，其粒度范围为25μm-180μm，优选35-165μm，其包含：低于1500ppm的 O、低于15ppm的C、低于150ppm的N、和/或低于10ppm的Fe。所述粉末较好地满足了3D打印和医疗器械对于高纯、大粒度的钽、铌、钽铌合金金属粉末的要求。

优选地，对于所述粉末而言，90％以上的粒度在45μm-150μm之间，更优选95％以上的粒度在45μm-150μm之间，更加优选98％以上的粒度在45μm-150μm之间。

作为替代，在一个优选的实施方案中，对于所述粉末而言，85％以上的粒度在50μm-120μm之间。在更优选的实施方案中，90％以上的粒度在50μm-120μm之间。在更优加选实施方案中，95％以上的粒度在 50μm-120μm之间。

本发明还涉及所述粉末在3D打印和医疗器械中的用途。

本发明还提供一种制备上述粉末的方法，包括如下步骤：

1)提供钽、铌或钽铌合金粉末作为原料，所述粉末优选具有4N (即99.99％)以上的纯度；