一种球形镍粉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种球形镍粉及其制备方法和应用，该方法包括：将待处理的分级镍粉加入含有阳离子表面活性剂的溶液体系中，清洗后得到改性镍粉；将改性镍粉加入氧化石墨烯分散液中，得到氧化石墨烯包覆的改性镍粉；将氧化石墨烯包覆的改性镍粉通过等离子球化设备进行球化处理，得到球形镍粉。本发明专利技术通过静电吸附的作用实现氧化石墨烯对镍粉的改性，对等离子球化设备的普适性高，氧化石墨烯的引入有效弥补了镍粉高温热导率差的问题，从而提高了镍粉的球化程度和均匀性。的球化程度和均匀性。的球化程度和均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种球形镍粉及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及金属粉末材料
，具体涉及一种球形镍粉及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]3D打印工艺是一种新型的打印技术，金属粉末是3D打印工艺中最重要的一环，利用球形金属粉末打印出的产品表面光泽、收缩率小、不易变形、力学性能稳定，与传统金属粉末相比，产品的性能得到了极大的改善。
[0003]3D打印工艺中所采用的金属粉末，除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉末球化率高、球形度好、均匀度高等要求。镍粉是3D打印工艺中常用的一种金属粉末，然而由于镍的高温迁移率低，高温热导率差，导致等离子球化处理后的镍粉的球化程度有限，球形度和均匀度不高，极大程度地限制了镍粉在3D打印和注塑成型领域的应用。
[0004]因此，如何提高镍粉的球化率、球形度和均匀度，是目前亟需解决的问题。
[0005]需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种球形镍粉及其制备方法和应用，以解决现有技术中的镍粉球化程度有限、球形度和均匀度不高的问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供一种球形镍粉的制备方法，包括：将待处理的分级镍粉加入含有阳离子表面活性剂的溶液体系中，清洗后得到改性镍粉；将所述改性镍粉加入氧化石墨烯分散液中，得到氧化石墨烯包覆的改性镍粉；将所述氧化石墨烯包覆的改性镍粉通过等离子球化设备进行球化处理，得到球形镍粉。
[0008]作为本专利技术第一方面的优选方式，在得到改性镍粉的步骤中，所述镍粉选自电解镍粉、羰基镍粉、还原镍粉和雾化镍粉中的一种或几种。
[0009]作为本专利技术第一方面的优选方式，在得到改性镍粉的步骤中，所述阳离子表面活性剂选自硅烷偶联剂、三聚氰胺、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种。
[0010]作为本专利技术第一方面的优选方式，在得到改性镍粉的步骤中，所述阳离子表面活性剂与所述镍粉的质量比为1~3:10~40。
[0011]作为本专利技术第一方面的优选方式，在得到改性镍粉的步骤中，制备含有阳离子表面活性剂的溶液体系时，将所述阳离子表面活性剂加入乙醇或水中，并搅拌5~20min。
[0012]作为本专利技术第一方面的优选方式，在得到改性镍粉的步骤中，将待处理的分级镍粉加入25~65℃的含有阳离子表面活性剂的溶液体系中，搅拌10~30min，并采用乙醇溶液清
洗。
[0013]作为本专利技术第一方面的优选方式，在得到氧化石墨烯包覆的改性镍粉的步骤中，所述氧化石墨烯与所述改性镍粉的质量比为2~5:1000。
[0014]作为本专利技术第一方面的优选方式，在得到球形镍粉的步骤中，所述等离子球化设备的振荡频率为4MHz、等离子体阳极功率为20~26KW、送粉量为16 ~54g/min，载气为H2或N2、送气量为0.3~0.4m3/h，边气为Ar、送气量为5.0m3/h，中心气为Ar、送气量为1.0~1.5m3/h。
[0015]第二方面，本专利技术实施例提供一种球形镍粉，其由第一方面及其优选方式中任一项所述的球形镍粉的制备方法制备而成。
[0016]第三专利技术，本专利技术实施例还提供第一方面及其优选方式中任一项所述的球形镍粉的制备方法制备的球形镍粉在3D打印工艺中的应用。
[0017]本专利技术实施例提供的球形镍粉及其制备方法和应用，先将待处理的分级镍粉加入含有阳离子表面活性剂的溶液体系中进行改性，得到改性镍粉；再将改性后的改性镍粉加入氧化石墨烯分散液中，使氧化石墨烯在改性镍粉表面附着，得到氧化石墨烯包覆的改性镍粉；最后将该氧化石墨烯包覆的改性镍粉通过等离子球化设备进行球化处理，得到高均匀性，高球化度的球形镍粉。
[0018]本专利技术通过静电吸附的作用实现氧化石墨烯对镍粉的改性，石墨烯在其表层的附着可有效弥补镍粉高温导热率差的问题，对等离子球化设备的普适性高，在随后的等离子球化中氧化石墨烯高温还原使其本征热导率得以恢复，高温还原氧化石墨烯起到了热传导的作用弥补了镍高温热导率不足的情况，能够有效增加镍粉的球化程度。同时，高温还原氧化石墨烯与镍之间大的表面结合能差异，使其界面作用力极弱，整个过程避免了镍基中有杂质的引入，保证了镍粉球化后的纯度，还能阻碍镍熔滴的沉积生长，细化了球化后镍粉的粒度，保证了均匀性。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种球形镍粉的制备方法的实现流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种球形镍粉的制备方法制备出的球形镍粉的扫描电镜图。
具体实施方式
[0021]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0022]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0023]镍粉作为3D打印工艺中常用的一种金属粉末，由于其高温热导率差会造成球化后镍粉的球形度有限，球形度和均匀度不高，极大程度地限制了镍粉在3D打印和注塑成型领域的应用。
[0024]基于此，参照图1所示，本专利技术实施例公开了一种球形镍粉的制备方法，该方法主要包括如下步骤：101、将待处理的分级镍粉加入含有阳离子表面活性剂的溶液体系中，清洗后得到改性镍粉。
[0025]该步骤中，镍由于其高温热导率差会造成球化后镍粉的球形度有限，从而极大地影响其后续的应用，因此要将其进行初步的改性。
[0026]通过将待处理的分级镍粉加入含有阳离子表面活性剂的溶液体系中，清洗后可得到改性镍粉，以便后续可以通过静电吸附的作用实现氧化石墨烯对镍粉的改性。
[0027]上述分级镍粉指的是经过气流分级处理后的镍粉。经气流分级后，镍粉的粒径分布变窄，可以为后续的球化处理做准备。
[0028]优选地，在该步骤101中，镍粉选自电解镍粉、羰基镍粉、还原镍粉和雾化镍粉中的一种或几种。
[0029]具体地，待处理的镍粉优选自电解镍粉、羰基镍粉、还原镍粉和雾化镍粉中的一种或几种。
[0030]上述选取的这几种镍粉为片状、类球状或树枝状镍粉，其形态取决于具体的制备方式，但均不是球形镍粉。本专利技术实施例中选取的上述镍粉基本包含了所有镍粉种类，因此本专利技术实施例中所述镍粉的球化处理方式具有广泛普适性，不仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球形镍粉的制备方法，其特征在于，包括：将待处理的分级镍粉加入含有阳离子表面活性剂的溶液体系中，清洗后得到改性镍粉；将所述改性镍粉加入氧化石墨烯分散液中，得到氧化石墨烯包覆的改性镍粉；将所述氧化石墨烯包覆的改性镍粉通过等离子球化设备进行球化处理，得到球形镍粉。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到改性镍粉的步骤中，所述镍粉选自电解镍粉、羰基镍粉、还原镍粉和雾化镍粉中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到改性镍粉的步骤中，所述阳离子表面活性剂选自硅烷偶联剂、三聚氰胺、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到改性镍粉的步骤中，所述阳离子表面活性剂与所述镍粉的质量比为1~3:10~40。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到改性镍粉的步骤中，制备含有阳离子表面活性剂的溶液体系时，将所述阳离子表面活性剂加入乙醇或水中，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：任尚远，李荣，曹卜元，刘高建，李永利，王苗，
申请(专利权)人：西部宝德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：