鎳基合金粉末在燃?xì)廨啓C葉片制造中具有不可替代性。其3D打印需克服高殘余應(yīng)力（>800MPa）和開裂傾向，目前采用預(yù)熱基板（400-600℃）和層間緩冷技術(shù)可有效控制缺陷。粉末化學(xué)需嚴(yán)格匹配ASTM F3056標(biāo)準(zhǔn)，其中Nb含量（5.0%-5.5%）直接影響γ"強化相析出。德國某研究所通過雙峰粒徑分布（10-30μm與50-80μm混合）提升堆積密度至65%，使零件在1000℃下的蠕變壽命延長3倍。該材料單公斤成本超過$500，主要受制于真空感應(yīng)熔煉氣霧化（VIGA）的高能耗工藝。
3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設(shè)計內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu)，提升耐壓性和中子經(jīng)濟(jì)性。美國西屋電氣通過EBM制造的核反應(yīng)堆格架，抗蠕變性能提高50%，服役溫度上限從400℃升至600℃。此外，鎢銅復(fù)合部件用于聚變堆前列壁裝甲，銅基體快速導(dǎo)熱，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過嚴(yán)苛輻照測試：打印件的氦脆敏感性比鍛件高20%，需通過熱等靜壓（HIP）和納米氧化物彌散強化（ODS）工藝優(yōu)化。中廣核已建立全球較早3D打印核級部件認(rèn)證體系。
微層流霧化（Micro-Laminar Atomization, MLA）是新一代金屬粉末制備技術(shù)，通過超音速氣體（速度達(dá)Mach 2）在層流狀態(tài)下破碎金屬熔體，形成粒徑分布極窄（±3μm）的球形粉末。例如，MLA制備的Ti-6Al-4V粉末中位粒徑（D50）為28μm，衛(wèi)星粉含量＜0.1%，氧含量低至800ppm，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)氣霧化工藝。美國6K公司開發(fā)的UniMelt®系統(tǒng)采用微波等離子體加熱，結(jié)合MLA技術(shù)，每小時可生產(chǎn)200kg高純度鎳基合金粉，能耗降低50%。該技術(shù)尤其適合高活性金屬（如鋯、鈮），避免了氧化夾雜，為核能和航天領(lǐng)域提供關(guān)鍵材料。但設(shè)備投資高達(dá)2000萬美元，目前限頭部企業(yè)應(yīng)用。
3D打印固體氧化物燃料電池（SOFC）的鎳-YSZ陽極，多孔結(jié)構(gòu)使電化學(xué)反應(yīng)表面積增加5倍，輸出功率密度達(dá)1.2W/cm（傳統(tǒng)工藝0.8W/cm）。氫能領(lǐng)域，鈦基雙極板通過內(nèi)部流道拓?fù)鋬?yōu)化，使燃料電池堆體積減少30%。美國Relativity Space打印的液態(tài)甲烷/液氧火箭發(fā)動機，采用鉻鎳鐵合金內(nèi)襯與銅合金冷卻通道一體成型，燃燒效率提升至99.8%。但高溫燃料電池的長期穩(wěn)定性需驗證：3D打印件的熱循環(huán)壽命（＞5000次）較傳統(tǒng)工藝低20%，需通過摻雜氧化鈰納米顆粒改善。 金屬粉末的氧含量控制是保證3D打印過程穩(wěn)定性和成品耐腐蝕性的關(guān)鍵因素。
等離子球化技術(shù)通過高溫等離子體將不規(guī)則金屬顆粒重新熔融并球形化，明顯提升粉末流動性和打印質(zhì)量。例如，鎢粉經(jīng)球化后霍爾流速從45s/50g降至22s/50g，堆積密度提高至理論值的65%，適用于電子束熔化（EBM）工藝。該技術(shù)還可處理回收粉末，去除衛(wèi)星粉和氧化層，使316L不銹鋼回收粉的氧含量從0.1%降至0.05%。德國H.C. Starck公司開發(fā)的射頻等離子系統(tǒng)，每小時可處理50kg鈦粉，成本較新粉降低40%。但高能等離子體易導(dǎo)致小粒徑粉末蒸發(fā)，需精細(xì)控制溫度和停留時間。冷噴涂增材制造技術(shù)通過高速粒子沉積，避免金屬材料經(jīng)歷高溫相變過程。安徽鈦合金粉末合作
金屬注射成型（MIM）結(jié)合粉末冶金與注塑工藝，可大批量生產(chǎn)小型精密金屬件。湖南粉末咨詢
等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化（PREP）通過高速旋轉(zhuǎn)金屬電極（轉(zhuǎn)速20,000 RPM）在等離子弧作用下熔化并甩出液滴，形成高純度球形粉末。該技術(shù)尤其適用于鈦、鋯等高活性金屬，粉末氧含量可控制在500ppm以下，衛(wèi)星粉比例＜0.05%。俄羅斯VSMPO-AVISMA公司采用PREP制備的Ti-6Al-4V粉末，平均粒徑45μm，用于波音787機翼鉸鏈部件，疲勞壽命較傳統(tǒng)氣霧化粉末提升30%。然而，PREP的產(chǎn)能限制明顯（每小時5-10kg），且電極制備成本高昂（鈦錠損耗率20%）。較新進(jìn)展中，中國鋼研科技集團(tuán)開發(fā)多電極同步霧化技術(shù)，將產(chǎn)能提升至30kg/h，但設(shè)備投資超1500萬美元，限為高級國用領(lǐng)域。湖南粉末咨詢
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