本发明涉及金属粉末，具体为一种低氧钽粉的制备工艺。
背景技术：
1、随着3d打印技术的发展，金属粉末材料已成为制约其发展的重要因素，对金属粉末性能的要求越来越高。其中，金属钽具有生物相容性、优异的力学性能、高耐腐蚀性等优点，在生物医疗和国防军工等领域有重要应用。
2、作为金属增材制造用钽粉需要具有球化率高、粒度分布窄、含氧量低等优点，其中钽锭氢化制粉工艺是制备低含量的钽粉的常用手段。
3、钽锭氢化制粉工艺常通过镁粉与钽粉基料发生氧化还原来降低钽粉基料的氧含量，然而，镁粉易发生团聚，很难与钽粉基料混合均匀，导致制备得到钽粉氧含量达不到预期的效果。
4、因此，如何制备出低氧钽粉是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种低氧钽粉的制备工艺，以解决背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种低氧钽粉的制备工艺，包括以下步骤：
4、步骤s1、原料称取：称取原料钽粉置于混料机中混合均匀；
5、步骤s2、氢化：混合后的原料钽粉置于氢化炉中的氢化罐中进行氢化，得到氢化钽锭；
6、步骤s3、钽锭粉碎：氢化钽锭破碎在衬钽球磨机中进行，物料放入球磨机后，先抽空-充氩气置换2-4次后，再充入氩气球磨，钽球直径6mm，球料比6-8：1，转速60-80r/min，球磨时间90-110min，出球磨机后，过100目筛，得到细化钽粉；
7、步骤s4、脱氢：细化钽粉放入脱气炉后，先抽真空至5x10-2pa，再升温至900-1000℃保温1-3h，保温结束后充入氩气至0.1-0.2mpa，降温冷却至室温出料，得到脱氢钽粉；
8、步骤s5、酸洗：脱氢钽粉进行酸洗、抽滤、洗涤、烘干、粉碎，过300-500目筛，得到钽粉原粉；
9、步骤s6、后处理：钽粉原粉经热处理、降氧处理，得到低氧钽粉。
10、进一步的，步骤s1中原料钽粉为有色金属行业标准(ys/t 259-2012冶金用钽粉)中的fta-1钽粉。
11、进一步的，步骤s2中，氢化的具体步骤为将氢化炉中的氢化罐抽真空至5x10-2 pa，升温至1170-1230℃，保温35-45min，再降温到740-760℃恒温，送氢至0.10pa，氢化罐在持续充氢的状态下自然冷却至室温。
12、进一步的，步骤s5中，酸洗的温度为45-55℃，酸洗中所用的混酸为质量浓度为6-14％的hno3、2-4％的h2o2和0.4-1.6％hf按体积比7-8：1-3：2-5混合而成，酸洗时间为2-4h，静置1-2h，再浸泡3-5h，酸洗过程需要不断地通入氧气，氧气的通入速率为35-45cm3/min。
13、进一步的，步骤s5中的洗涤具体为去离子水洗涤3-5次。
14、进一步的，步骤s5中的烘干具体为真空、120-150℃下干燥12-16h。
15、进一步的，步骤s6中热处理具体为840-960℃下处理0.5-3h，再升温至1450-1550℃继续处理0.5-3h，升温速率20-30℃/min。
16、进一步的，步骤s6中，降氧处理为采用改性纳米镁粉降氧，在经热处理后的钽粉中掺改性纳米镁粉0.5-3％，再抽空充氩，升温至900-1000℃，保温还原2-4h，用质量分数为40％的硝酸溶液洗涤3-5次，再用去离子水洗到中性，烘干过300-500目筛。
17、进一步的，改性纳米镁粉的制备方法，包括以下步骤：
18、步骤a1、边搅拌边将乙二醛、甲醛和蒸馏水依次滴加至甘氨酸中，滴毕，升温至80℃，搅拌反应8-12h，反应结束后，冷却至室温，析出，所得棕色棒状晶体用无水乙醇洗涤至白色，真空干燥20-24h，再加入质量分数为40％溴化氢溶液，过滤重结晶，得到羧基咪唑溴盐，其中，乙二醛、甲醛、蒸馏水、甘氨酸和溴化氢溶液的用量比为4-8ml：2-4ml：30-60ml：3.8-7.6g：8-12ml；
19、该羧基咪唑溴盐的结构简式如下所示：
20、
21、步骤a2、将羧基咪唑溴盐和双氟甲基磺酰亚胺锂加入蒸馏水中，搅拌1-2h，过滤，得到改性剂，其中，羧基咪唑溴盐、双氟甲基磺酰亚胺锂和蒸馏水的用量比为3-6g：2.8-3.6ml：40-60ml，该改性剂的结构简式如下所示：
22、
23、在上述反应过程中，羧基咪唑溴盐和双氟甲基磺酰亚胺锂发生亲电取代反应，得到改性剂，制备得到的改性剂中具有双羧基结构，因此具有较强的酸性和水溶性；
24、步骤a3、在ar气气氛保护下，用刮刀将金属锂片表面的氧化膜除掉，切成细丝，将锂丝和萘加入无水四氢呋喃中，室温下转速300-400rpm下搅拌25-35min,再加入无水氯化镁，转速450-550rpm下继续搅拌10-20min,再加入改性剂，转速1200-1600rpm下继续搅拌16-24h，反应结束后，过滤，再依次用无水乙醇和去离子水洗涤3-5次，45℃下真空干燥14h，得到改性纳米镁粉，其中，锂丝、萘、无水四氢呋喃、无水氯化镁和改性剂的用量比为0.5-1g：1-2g：35-45ml：4-8g：2-4g，在上述过程中，稳定的还原剂锂将mg2+还原为镁原子，镁原子聚集成纳米微粒时，由于新生成的纳米镁微粒的表面活性很高，容易与离子液体盐形成较强吸附，通过非键合作用在纳米镁颗粒表面形成修饰层，同时离子液体咪唑环上的大π键与四氢呋喃溶剂形成氢键，可以稳定体系，阻止镁原子进一步团聚，获得分散性好、粒径很小的改性纳米镁粉。
25、现有技术相比，本发明具有以下有益效果：为了提高降低制备得到的钽粉的氧含量，本发明从两方面入手，一是加入了改性纳米镁粉，改性纳米镁粉的外侧包覆有改性剂，改性剂中含有羧基、咪唑基和磺酰亚胺基，羧基的存在，不仅使改性剂具有优异的酸性，能够在后处理工序中，进一步降低钽粉粉末中的金属杂质(fe、ni、cr等)和非金属杂质(c、o、si等)，同时羧基电离产生氢离子，使得镁粉的给电子的能力增强，进一步促进了镁粉氧化反应的进行，此外羧基易溶于水，提高了改性剂的水溶性，使得改性剂易被除去，咪唑基上具有大π键能与四氢呋喃之间产生氢键作用，能阻止镁原子发生进一步的团聚，提高了改性纳米镁粉的分散性，使得镁粉能够被充分氧化，进一步降低钽粉的含氧量，磺酸亚胺基的存在，不仅具有较大的空间位阻，其还能作为氢键供体，同样能与与四氢呋喃之间产生氢键作用，进一步提高了改性纳米镁粉的分散性，提高了其氧化性能，降低了钽粉的含氧量，二是在酸洗过程中，通过不断地通入氧气，促进了混合酸与脱氢钽粉的接触面积，加快了酸洗的效率。
1.一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤a1中，乙二醛、甲醛、蒸馏水、甘氨酸和溴化氢溶液的用量比为4-8ml：2-4ml：30-60ml：3.8-7.6g：8-12ml。
3.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤a2中，羧基咪唑溴盐、双氟甲基磺酰亚胺锂和蒸馏水的用量比为3-6g：2.8-3.6ml：40-60ml。
4.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤a3中，锂丝、萘、无水四氢呋喃、无水氯化镁和改性剂的用量比为0.5-1g：1-2g：35-45ml：4-8g：2-4g。
5.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤s1中原料钽粉为有色金属行业标准(ys/t 259-2012冶金用钽粉)中的fta-1钽粉。
6.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤s2中，氢化的具体步骤为将氢化炉中的氢化罐抽真空至5x10-2 pa，升温至1170-1230℃，保温35-45min，再降温到740-760℃恒温，送氢至0.10pa，氢化罐在持续充氢的状态下自然冷却至室温。
7.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤s5中，酸洗的温度为45-55℃，酸洗中所用的混酸为质量浓度为6-14％的hno3、2-4％的h2o2和0.4-1.6％hf按体积比7-8：1-3：2-5混合而成，酸洗时间为2-4h，静置1-2h，再浸泡3-5h，酸洗过程需要不断地通入氧气，氧气的通入速率为35-45cm3/min。
8.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤s5中的烘干为在真空、120-150℃下干燥12-16h。
9.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤s6中，热处理为840-960℃下处理0.5-3h，再升温至1450-1550℃继续处理0.5-3h，升温速率20-30℃/min。
10.根据权利要求1所述的一种低氧钽粉的制备工艺，其特征在于：所述步骤s6中，降氧处理为采用改性纳米镁粉降氧，具体为在经热处理后的钽粉中掺改性纳米镁粉0.5-3％，再抽空充氩，升温至900-1000℃，保温还原2-4h，用质量分数为40％的硝酸溶液洗涤3-5次，再用去离子水洗到中性，烘干过300-500目筛。
