최근에는 3D 프린팅 기술의 급속한 발전으로 NiTi 합금분말이 생체의료용 임플란트의 핵심원료로 많은 주목을 받고 있습니다. 3D 프린팅의 기초로서 분말원료의 품질이 중요하며, 플라즈마 회전전극 미립화 방식이 많은 주목을 받고 있다.

플라즈마 회전전극의 제조방법

PREP 방법은 NiTi 합금 분말을 제조하는 데 사용되며 장비는 주로 회전 공급 메커니즘, 분무 챔버, 플라즈마 건 장치 및 공급 메커니즘을 포함합니다. NiTi 합금봉을 원료로 사용하여 전극봉으로 만들고 플라즈마 건 아크에 의해 발생되는 고온에서 녹입니다. 전극봉 자체의 고속 회전에 의해 발생하는 원심력을 이용하여 녹은 금속이 순간적으로 분출되어 냉매 속에서 구형 분말로 급속히 응고됩니다. 준비과정에서 보호가스로 순도 4N(99.99%)의 고순도 아르곤가스를 사용합니다. 플라즈마 건 주 전류, 스핀들 속도, 바 공급 속도 등의 매개변수를 조정하여 준비 조건을 최적화했습니다.

분체특성
분말 입자 크기는 주로 60~125 μm 사이에 분포합니다. 주사 전자 현미경 관찰을 통해 더 큰 입자의 응축된 조직(∼178 μm)이 표면 매끄러움이 좋지 않은 세포 결정 구조라는 것이 밝혀졌습니다. 작은 입자(~40μm)는 표면이 매끄럽고 결정 구조가 뚜렷하지 않습니다.

미세구조
다양한 입자 크기를 갖는 분말의 미세구조를 주사전자현미경과 투과전자현미경으로 관찰하였다. 입자 크기가 감소함에 따라 분말의 미세구조가 점차 미세화되고, 세포형 결정구조가 점차 사라져 보다 미세한 등축 결정구조로 변하는 것으로 나타났다. 동시에, 입자 크기가 작은 분말에서 더 많은 전위 및 쌍정 구조가 나타났으며, 이는 분말의 상전이 거동 및 기계적 특성에 상당한 영향을 미쳤습니다.

PREP 방법으로 제조된 구형 NiTi 합금 분말은 구형도가 높고, 속이 빈 분말과 위성 분말이 적은 장점이 있어 3D 프린팅 기술의 원료 분말로 매우 적합합니다. 이 연구 결과는 3D 프린팅 제품의 성능을 향상하고 3D 프린팅 프로세스를 최적화하는 데 중요한 지침이 됩니다.

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