يمكن إعادة استخدام مسحوق التنتالوم أو إعادة تدويره ، مما قد يقلل بشكل كبير من سعر العناصر المصنوعة من التنتالوم باستخدام التصنيع الإضافي. نظرت هذه الدراسة في محتوى الأكسجين ، وشكل الجسيمات ، والكثافة الظاهرية ، وكثافة الصنبور ، وقابلية تدفق مسحوق التنتالوم خلال الدورة لتقييم آثار إعادة استخدام مسحوق التنتالوم على ميزات مكونات التنتالوم والسقالات. أيضًا ، مع إعادة استخدام مسحوق التنتالوم لأكثر من 30 دورة ، تم فحص تأثير وقت إعادة الاستخدام على الخصائص الميكانيكية لمكونات التنتالوم والسقالات الناتجة عن اندماج طبقة مسحوق شعاع الإلكترون (EB-PBF). أظهرت النتائج أن الكثافة الظاهرية ، وكثافة الحنفية ، وسيولة مسحوق التنتالوم لم تختلف بشكل كبير مع زيادة عدد الدورات ، وخلال العديد من إعادة الاستخدام ، نما المسحوق بشكل كروي أقل ، وبعد 25 إعادة استخدام ، كان لبعض الجسيمات تشوه واضح وخلل واضح. سطح خشن. ومع ذلك ، بعد 15 دورة إعادة استخدام ، انخفضت مرونة التنتالوم الكثيف بسبب ارتفاع محتوى الأكسجين في مسحوق التنتالوم ، وبدأت بعض العيوب الدقيقة المحتملة في الظهور في عينات التنتالوم المصنوعة باستخدام عملية EB-PBF. ومع ذلك ، لم يكن لعدد الاستخدامات ضمن نطاق البحث أي تأثير على قوة الشد لمكونات التنتالوم الكثيفة.
تأثير إعادة الاستخدام على خصائص المسحوق
مع زيادة كمية دورات إعادة الاستخدام ، ارتفع محتوى الأكسجين في مسحوق التنتالوم. كانت تسوية الركيزة قبل عملية EB-PBF ، بالإضافة إلى إجراء إعادة تدوير المسحوق اللاحق ، هي الأوقات الرئيسية عندما تعرض المسحوق للهواء وزاد محتوى الأكسجين. تظهر النتائج في الشكل 4 أنه خلال دورة إعادة الاستخدام 30 ، زاد تركيز الأكسجين لمسحوق التنتالوم بمقدار 4.7 جزء في المليون لكل عملية EB-PBF. بسبب تسخين جزيئات التنتالوم وصهرها بحزمة إلكترونية في جو فراغ عالي أثناء عملية EB-PBF ، نما محتوى الأكسجين تدريجيًا.
لا يوجد تغيير ملحوظ في متوسط حجم الجسيمات بعد 30 إعادة استخدام. هناك أسباب مختلفة للتغير الطفيف في حجم الجسيمات مع دورات إعادة الاستخدام المتزايدة ، بما في ذلك: تم تقليل عدد الجسيمات الصغيرة بسبب سماكة الطبقة الرقيقة (50 م) وكشط المسحوق الخشن ؛ تم زيادة عدد الجسيمات الكبيرة بسبب الرش والالتصاق وإعادة الذوبان ؛ وانخفض عدد الجسيمات الصغيرة بسبب الذوبان التفضيلي لجزيئات المسحوق الدقيقة. نتيجة لذلك ، زاد حجم الجسيمات بشكل هامشي فقط. كان متوسط حجم الجسيمات أقل بعد إعادة الاستخدام لأنه تم غربلة الجزيئات الكبيرة وفصل جزيئات المسحوق الملتصقة. اتبعت تعديلات D10 و D50 و D90 لمسحوق التنتالوم نفس النمط أثناء عملية EB-PBF بأكملها ، ومن ثم حجم الجسيمات بالكاد تغير التوزيع وتم الحفاظ على التوزيع الأصلي للجسيمات.
تم تسخين الركيزة بشعاع إلكتروني إلى 700 درجة قبل إجراء EB-PBF. تم بعد ذلك حفظ طبقة المسحوق عند درجة حرارة تزيد عن 660 درجة طوال مدة إجراء EB-PBF. وبالتالي كان من المتوقع حدوث خشونة وتشوه متواضعة لسطح جسيمات التنتالوم ، خاصة أثناء عملية EB-PBF الطويلة. علاوة على ذلك ، أثناء عملية EB-PBF ، تم تسخين بعض الجسيمات بالقرب من مكونات البناء إلى درجة حرارة عالية ، مما قد يتسبب في ظهور تشوه مرئي وخشونة السطح. أثناء عملية الاسترداد ، خلقت نفاثات الهواء عالية الضغط مناطق مقعرة على سطح جسيمات المسحوق ، بعض هذه الخصائص. على وجه الخصوص ، استغرقت الأعطال وقتًا أطول لتظهر في مسحوق Ti -6 Al -4 V بعد 25 دورة إعادة استخدام [15 ، 19]. مع المزيد من دورات إعادة استخدام المسحوق ، من المتوقع أن يكون هناك المزيد من العيوب السطحية ، مما سيزيد من خشونة السطح وتشوه الجسيمات.
الخلاصة 1. بعد 3 0 تكرارات لعملية EB-PBF ، زاد محتوى الأكسجين في مسحوق التنتالوم من 0 .004 إلى 0.018 بالمائة بالوزن. بعد عدة دورات إعادة استخدام ، لم تتغير سيولة مسحوق التنتالوم وحجم الجسيمات والكثافة الظاهرة وكثافة الصنبور بشكل كبير.
2. بعد 20 جولة من إعادة الاستخدام ، كانت جزيئات مسحوق التنتالوم كروية وذات سطح أملس. بعد أكثر من 25 إعادة استخدام ، لوحظ تشوه طفيف في شكل الجسيمات ، وأثناء عملية EB-PBF ، اندمجت الجسيمات الكبيرة والصغيرة.
