刘辛带你认识不一样的新材料“粉末”

广东科技报讯（记者 刘肖勇）9月18日，由广州市科技局主办，广东科学中心、羊城晚报社联合承办的第128期珠江科学大讲堂走进广州科学城中学。广东省科学院新材料研究所副所长、正高级工程师刘辛带来《凝聚粉末的力量》科普主题演讲。

如何将“一盘散沙”凝聚起来，形成一种造福人类的“力量”？刘辛介绍，从本质上来说，沙子是粉末的一种表现形式，而在科学上，对于粉末的定义是：尺寸小于1毫米的离散颗粒的集合体。在日常生活中，粉末无处不在，例如面粉、奶粉等。而在工业领域，金属粉末可是一类极其重要的工业原材料。

在工业应用上，可以用不同的方式去制备金属粉末。刘辛介绍说，通过化学的方法，利用还原剂将金属氧化物和金属盐类还原。这一方法也是目前工业生产中比较常见的方法。刘辛说，通过粉末冶金技术，将作为原料的金属粉末，经过成形和烧结，可以制造出金属零部件。在粉末冶金流程中，有一个非常重要的环节叫作“烧结颈”，通过在微观尺度上实现粉末颗粒之间的相互紧密连接，将粉末凝聚成坚固可用的材料。这种方式大大节约了原材料，也大幅缩短了生产流程，同时还能制造出一些结构特别复杂的零部件。

刘辛说，粉末冶金技术最大的应用市场其实是在汽车领域，超过半数的汽车零部件都是利用粉末冶金技术制造出来的。

近十年来，3D打印技术非常热门，并被认为是推动人类第三次工业革命的代表性技术。刘辛说，3D打印技术的原理是以数字模型为基础，通过逐层堆积的方式，将二维材料“堆”出三维的材料。而将这一技术与粉末冶金技术相结合，形成金属粉末3D打印技术，可以在工业领域大显身手。

刘辛还介绍说，其所在单位和医院合作，以钽合金粉为原材料，利用3D打印技术打印出人体的髋关节，并完成了国内首例的置换手术。钽合金比钛合金对人体的生物相容性更好，被认为是最亲和人体的金属。

除了3D打印技术外，还有一项被称为“粉末注射成形”的技术，也特别适合制作一些复杂的零部件。刘辛特别提到，华为刚刚推出了三折叠手机，这部折叠手机的转轴，其实就是用了粉末注射成形技术来实现的。这一技术比3D打印技术的效率更高，产量更大，而且成本更低。

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