[发明专利]用于合成球化金属粉末的系统和方法

权利要求书

1.一种制造球化金属氮化物粉末的方法，所述方法包括：

提供金属粉末作为微波等离子体焰炬的原料；

将所述原料引入由所述微波等离子体焰炬产生的微波等离子体中，所述微波等离子体通过使含氮气体经受来自微波电源的微波而产生；和

形成球化金属氮化物粉末，所述球化金属氮化物粉末通过至少部分熔融所述原料并在所述微波等离子体焰炬内引发所述原料和所述含氮气体之间的化学反应而形成。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括选择所述球化金属氮化物粉末的所需孔隙率、组成或微观结构，并且其中所述球化金属氮化物粉末具有所需孔隙率、组成或微观结构。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述球化金属氮化物粉末具有15-106微米的粒度分布。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属粉末包括钛粉末。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述钛粉末包括商业纯钛(cpTi)粉末。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述钛粉末包括气雾化钛粉末、氢化-脱氢(HDH)钛粉末或氢化钛粉末。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氮气体包括氢气、氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述含氮气体包括氮气(N₂)。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述球化金属氮化物粉末包括球化氮化钛粉末。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述球化氮化钛粉末包括TiN、Ti₂N或TiN₂相中的一种或多种。

11.根据权利要求1所述的方法，其中通过改变所述含氮气体中氮的摩尔浓度和/或所述原料在所述微波等离子体中的停留时间来控制所述球化金属氮化物粉末的化学计量。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学反应包括：

2Ti+N₂→2TiN；或者

4Ti+N₂→2Ti₂N。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述球化金属氮化物粉末包含氧、铁和碳中的一种或多种。

14.一种增材制造的方法，包括使用使用根据权利要求1所述的方法合成的球化金属氮化物粉末。

15.一种根据以下方法合成的球化金属氮化物粉末：

提供金属粉末作为微波等离子体焰炬的原料；

将所述原料引入由所述微波等离子体焰炬产生的微波等离子体中，所述微波等离子体通过使含氮气体经受来自微波电源的微波而产生；和

形成球化金属氮化物粉末，所述球化金属氮化物粉末通过至少部分熔融所述原料并在所述微波等离子体焰炬内引发所述原料和所述含氮气体之间的化学反应而形成。

16.一种制造球化金属碳化物粉末的方法，所述方法包括：

提供金属粉末作为微波等离子体焰炬的原料；

将所述原料引入由所述微波等离子体焰炬产生的微波等离子体中，所述微波等离子体通过使含碳气体经受来自微波电源的微波而产生；和

形成球化金属碳化物粉末，所述球化金属碳化物粉末通过至少部分熔融所述原料并在所述微波等离子体焰炬内引发所述原料和所述含碳气体之间的化学反应而形成，

所述球化金属碳化物粉末具有15-106微米的粒度。