激光冲击-离心复合雾化制备锡铜粉末的特征*

赵兴科，邢德胜，赵增磊

（1.北京科技大学顺德研究生院，佛山528399；2. 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083）

球形金属粉末具有良好的流动性和松装密度，广泛用于粉末冶金、热喷涂、金属增材制造等领域。近年来，随着金属增材制造技术的快速发展，对球形金属粉末品质和品种的需求日益增大。球形金属粉末主流的制粉方法是熔体雾化法，包括气雾化[1]、水雾化[2]、超声雾化[3]和离心雾化[4]等。气雾化方法生产效率高、粉末纯度较高，但惰性气体消耗大，使用高压气体也存在一定安全隐患；水雾化方法成本较低，不适合制备活泼金属或合金粉末；超声雾化方法和离心雾化方法不适用于制备高熔点的金属粉末；旋转电极法是一种改进的离心雾化方法[5]，可以制备高熔点金属粉末，但电机转速高、同时存在钨污染粉末；激光离心雾化方法采用激光加热，可以避免钨极烧损污染粉末的问题，但仍然需要高速电机驱动以产生足够的离心力[6]。激光作为一种高效加热热源，方便与其他雾化技术结合，例如超声辅助激光雾化制粉方法[7]。此外，激光具有高能量密度的特性，可以瞬间汽化金属而造成金属液体飞溅，飞溅出的液滴冷凝后成为金属颗粒。激光雾化制粉的基本原理是高能脉冲激光对材料表面的烧蚀作用（Laser ablation）[8]。通过激光烧蚀制造纳米粒子的注量范围为1～100J/cm2，脉冲持续时间从数十纳秒到飞秒范围，使金属材料发生剧烈蒸发沸腾和爆炸沸腾，产生颗粒度为亚微米或/和纳米的金属粉末[9]。……