TiAl3 粉末

TiAl3 粉末是由钛和铝构成的金属间化合物。它的重量轻，耐氧化，且能耐高温。这使其适用于航空航天、汽车、能源和其他高性能应用。

TiAl3粉末的一些重要特性和特征：

TiAl３粉末の性質と特性

化学式	TiAl3
密度	3.4 g/cm3
融点 (Yūten)	1395¡«C
ヤング係数	170 GPa
熱膨張係数	11 x 10-6 K-1
熱伝導率	29 W/m-K
電気抵抗率	125 ×‎´´Î-cm
抗酸化性	最高1000¡«C

TiAl3の粉末は、ガスアトマイズ法、プラズマ回転電極法(PREP)、機械的合金化などさまざまな方法で製造できます。粉末のサイズ、形態、組成、微細構造などの特性は、製造方法によって異なります。

チタン含有量は通常、55〜65重量％の範囲で、残りはアルミニウムで構成されています。最大1％までのクロム、ニオブ、炭素、または酸素の微量が含まれている場合があります。Ti：Alの比率を調整して特性を最適化できます。

TiAl3 粉末特性

プロパティ	価値
密度	3.7-4.0 g/cm3
融点 (Yūten)	1350年以前
熱伝導率	~20 W/m-K
電気抵抗率	125 ～ 185 cm
ヤング係数	160～180 GPa
ポアソン比	0.25-0.35
熱膨張係数	11-13 x 10<sup>-6</sup>?/¡«C

鍵となる特性には、チタン合金と比較して低い密度、高い溶解点、適度な熱伝導率、高温における強度および堅牢性の保持が含まれます。

TiAl3 粉末の特性

属性	詳細
パーティクル形状	主に球形の
粒子サイズ	10～150 ×m
流動性	調子が良い
見掛け比重	~2.5 g/cm3
打タップ密度	~3.5g/cm3
表面積	0.1～0.3 m2/g
純粋さ	>99.5%

TiAl3粉末具有球形形态，表面光滑，流动性好，并且具有良好的堆积特性。其氧和氮含量低，避免了脆化。

TiAl3 粉の用途

TiAl3 の特性を活用した主な用途には次のようなものがあります。

アディティブ・マニュファクチャリングにおける TiAl3 粉末の応用

• TiAl3 粉末用于诸如选择性激光熔化 (SLM) 和电子束熔化 (EBM) 等的粉末床熔合工艺中，用于制造复杂的钛铝化物部件，以用于航空航天和汽车。
• Ti6Al4V と比較してパウダーベッド AM では反応性が低く、プリントしやすい。TiAl3 の部品は微細な構造でも、鋳造および鍛造合金に匹敵する機械特性があります。
• TiAl3 を含む AM は、タービンブレード、ターボチャージャホイール、排気コンポーネントなどの、軽量設計、部品点数の削減、アセンブリの統合を実現します。

熱噴射におけるTiAl3粉末の用途

• TiAl3パウダーの熱溶射コーティングにより、タービンブレード、ベーン、燃焼缶などの高温下での酸化や腐食への耐性を確保できます。
• これはニッケル合金やチタンコーティングよりも温度抵抗に優れます。TiAl3コーティングは700～900ºCで機能します。
• コーティングはプラズマ溶射、高速酸素燃料（HVOF）、または温間溶射プロセスによって適用されています。標準のコーティング厚みは 150 ～ 500 ミクロンです。

レーザークラdding法におけるTiAl3 粉末の応用

• TiAl3 粉末がレーザー被覆されている場合は、チタンやニッケルの合金基材上に保護用表面合金層を形成できます。
• クラッド層は、高温強度、耐酸化性、耐摩耗性を強化します。
• レーザー溶接は、過酷な腐食環境にさらされるジェットエンジンおよび陸上タービンコンポーネントに使用されます。

TiAl3 粉末規格

TiAl3 粉末有数种标准品级，符合下列规格：

TiAl3 粉末组合

グレード	Ti wt%	Al wt %	その他
Ti-45Al-3Nb	45%	バランス	3% Nb
チタン55 アルミニウム	55%	バランス	–
Ti-62Al	62%	バランス	–

一般にチタン含有量を重量パーセントで表すTi-45Al、Ti-55AlまたはTi-62Alのような組成が基本で、ごく少量のクロムやニオブが含まれることがあります。

TiAl3粉末粒度分布

粒子サイズ	分配
-150 +45 Ã×m	最大で 5%
-45 +22 × m	40-60%
-22×m	バランス

AMプロセスには通常サイズ分布があり、22～45Ã×mを中心に、22Ã×m未満の微粒子が最小限含まれます。150Ã×mまでのサイズは熱溶射に使用されます。

TiAl3 粉規格

• ASTM B821：プラズマ技術による耐火合金粉末と焼結体の調製における規格
• AMS 4982 – 粉末消耗品、钛铝化物、等离子体雾化
• AMS 7008 - サーマルスプレーコーティング用チタンアルミナイド合金粉末

粉末製造、サンプリング、テスト、および受け入れは難燃性合金およびチタンアルミニド用の産業標準に従います。

TiAl3 粉末与其他常用粉末相比，具有一些优点和缺点：

TiAl3粉末和其他粉末的比较

パラメータ	TiAl3	Ti6Al4V	AlSi10Mg
密度	下げる	上	下げる
高温強度	上	下げる	もっと低く
抗酸化性	素晴らしい	中程度	貧しい
熱伝導率	上	下げる	上
利用料	上	下げる	下げる
製造可能性	より難しい	より 簡単	より 簡単
アプリケーション	航空宇宙、自動車	航空宇宙、生医学	自動車、一般

• TiAl3 は Ti6Al4V のようなチタン合金と比べて、600℃以上の高温域でさらに高い強度を有する。
• チタン合金やアルミニウム合金と比べて酸化耐食性に優れています
• アルミニウム含有量の多さからチタン合金よりも高価
• 常温下，加工或成形比钛合金不容易
• 高温構造用途に最適

TiAl3 が他の合金システムに比べて優れているのか劣っているのかを理解することで、その利点を活用した理想的な用途を特定できます。

TiAl3 粉末供应商

TiAl3粉末在全球范围内有许多供应商可以购买。一些主要制造商有：

TiAl3 粉末製造業者

会社	製品のランク	場所
AMETEK	TiAl3-100A、TiAl3-500	アメリカ
AP&C	TiAl3-230, TiAl3-360	カナダ
サンドビック	TiAl3 Osprey パウダー	スウェーデン
TLS テクニック	TiAl3-100A	ドイツ
プラクスエアー	TiAl3-100A	アメリカ

TiAl3 粉末价格

グレード	粒子サイズ	価格の範囲
TiAl3-100A	15～45µm	1 kgあたり450～550ドル
TiAl3-230	45～180Å×m	$350-$450/kg
TiAl3-500	10 x 45 Ã…m	500 ～ 600 ドル/kg

価格は購入量、純度レベル、微粒子サイズ分布、形態に依存します。カスタム合金組成も可能ですが、より高価です。

よくあるご質問

Q: TiAl3粉末の製造に使用することができる方法は？

A: 主な生産方法はガスアトマイゼーション、プラズマ回転電極法、機械合金化です。 各方法により、用途に応じて適したさまざまな粉末特性が得られます。

Q: TiAl3はチタン合金と整合性がありますか？

A: TiAl3はTi6Al4Vのようなチタン合金であり、非常に限られた固溶体含有量です。脆性金属間相の形成により、TiAl3粉末をチタン合金粉末と混ぜることは推奨されていません。

Q: TiAl3にはどのような合金元素を添加できますか?

A：Nb、Cr、Ni、Cu 等元素已与 TiAl3 合金化以改良微观结构和机械性能。但是，过量的合金化会对抗氧化性产生负面影响。

Q: PREP法とガスアトマイズ法でつくられたTiAl3粉末の差は何ですか？

A: PREP のパウダーは、アディティブ製造に最適な微細な球形粒子で構成されていますが、ガスアトマイゼーションパウダーはプレスや焼結に適した、やや粗い粒子で構成されており、費用対効果に優れています。

Q: TiAl3粉を扱う際の注意事項は？

A: TiAl3 粉末易燃且易氧化。应戴好合适的 PPE，并在惰性气氛中进行处理，以防污染。受潮和氧气的影响会降低粉末质量。

結論

要約すると、TiAl3 はさまざまな用途で粉末状で利用できる重要な高温耐熱性金属間化合物です。低密度、強度、高温での耐酸化性などの特性により、航空宇宙、自動車、エネルギー産業に適しています。粉末の適切な取り扱い、保管、および試験が、最終的な部品特性を達成するために不可欠です。TiAl3は、加工性と常温の延性のいくつかの制限があるにもかかわらず、高温構造用途で従来のチタン合金よりも優れています。現在進行中の研究は、合金の添加と革新的な処理技術によって材料をさらに改善することを目的としています。