[发明专利]一种钽粉的制备方法

说明书

本发明公开了一种钽粉的制备方法，涉及高品质金属粉末制备技术领域。该方法包括：将钽条以电子束熔炼制备成满足第一条件的第一钽棒，所述第一条件包括：O≤150ppm，C≤100ppm，N≤50ppm，H≤15ppm；将所述第一钽棒加工为直径介于50mm～60mm，长度介于300mm～400mm的第二钽棒；将所述第二钽棒的第一端伸入雾化室内，所述第二钽棒的第二端与等离子旋转电极制粉设备的电主轴连接；所述第二钽棒通过等离子旋转电极制粉设备形成钽粉。

技术领域

本发明涉及高品质金属粉末制备技术领域，更具体的涉及一种钽粉的制备方法。

背景技术

钽金属属于难熔金属，具有异常优异的耐蚀性，同时还是公认的生物相容性最佳的金属材料，由纯钽材料制备的高端生物植入体零件长期受国外企业垄断。目前应用最广的钽植入体为美国捷迈公司的产品，该公司的钽植入体产品是先将聚氨酯泡沫材料前体进行热解，获得具有海绵状多孔结构的玻璃质热解碳骨架，然后以商业纯钽为原料，使用化学气相沉积(英文为：chemical vapor deoposition，CVD)的方法，与氯气反应生成氯化钽，再通入氢气还原，通过控制还原温度及时间在多孔的泡沫材料上生成一层钽粉，最后经过烧结制得具有一定强度的医用多孔钽植入体。另一种制备医用多孔钽植入体的方式是先将钽粉与发泡剂混合，并在一定条件下通过发泡形成具有一定孔隙率的钽多孔体，然后将烘干后的多孔体在真空炉里烧结,最后形成有一定强度的钽多孔体。近年来随着增材制造技术的发展，进行个性化的多孔钽植入体的快速制造成为目前的研究认定的发展方向，但增材制造技术的工艺特点要求应用于该制造技术的粉末必需具备适宜的粒度分布、较好的球形率，较佳的流动性及其较低的杂质含量。

目前制备钽粉方法主要为化学法和物理法，化学法是以用钽金属的化合物与还原剂进行化学还原制备钽金属粉末；物理法是通过气相沉积、等离子溅射或致密金属经过氢化制得；还有通过钽金属氢化、破碎、分级、除杂工艺所制备的钽金属粉末。上述技术所制备的钽粉多为片状、无定形或近球形粉末，其粒度细小，多小于50μm，部分方法所制备钽粉末的氧含量在1000ppm左右。上述粉末应用到增材制造领域进行个性化钽植入体的快速制造有其不足，粉末流动性较差，不利于粉末的输送和铺展，粉末的间隙元素含量较高，影响增材制造钽植入体的力学性能。

发明内容

本发明实施例提供一种钽粉的制备方法，用以解决现有技术中存在钽粉流动性差，粉末的间隙元素含量较高，导致影响增才制造钽植入体的力学性能的问题。

本发明实施例提供一种钽粉的制备方法，包括：

将钽条以电子束熔炼制备成满足第一条件的第一钽棒，所述第一条件包括：O≤150ppm，C≤100ppm，N≤50ppm，H≤15ppm；

将所述第一钽棒加工为直径介于50mm～60mm，长度介于300mm～400mm的第二钽棒；将所述第二钽棒的第一端伸入雾化室内，所述第二钽棒的第二端与等离子旋转电极制粉设备的电主轴连接；

所述第二钽棒通过等离子旋转电极制粉设备形成钽粉。

优选地，所述第二钽棒通过等离子旋转电极制粉设备形成钽粉，具体包括：

所述第二钽棒在所述电主轴带动下高速旋转，所述第二钽棒的第二端面在等离子弧作用下熔化，并离心分散，冷凝后形成所述钽粉。

优选地，所述电主轴带动所述第二钽棒高速旋转的转速介于15000r/min～20000r/min之间。

优选地，所述等离子弧的熔化电流介于4000A～5000A之间。

优选地，所述第二钽棒伸入所述雾化室内的长度小于所述雾化室长度的1/3。

优选地，所述第一钽棒的直径介60mm～70mm之间。