Tantaalipulbrit saab taaskasutada või ringlusse võtta, mis võib oluliselt vähendada tantaaliga valmistatud esemete hinda, kasutades lisandite tootmist. Selles uuringus vaadeldi tantaalipulbri hapnikusisaldust, osakeste kuju, näivat tihedust, kraanitihedust ja voolavust kogu rattasõidu ajal, et hinnata tantaalipulbri taaskasutamise mõju tantaalikomponentide ja karkasside omadustele. Samuti uuriti enam kui 30 tsükli jooksul taaskasutatud tantaalipulbri puhul taaskasutusaja mõju tantaalikomponentide ja karkasside mehaanilistele omadustele, mis on toodetud elektronkiire pulberkihi sulandamisel (EB-PBF). Leiud näitasid, et tantaalipulbri näiv tihedus, koputustihedus ja voolavus ei muutunud tsüklite arvu suurenedes oluliselt. Paljude korduskasutamiste ajal muutus pulber vähem sfääriliseks ning pärast 25 korduskasutust olid mõnedel osakestel ilmne deformatsioon ja kare pind. Pärast 15 taaskasutustsüklit vähenes aga tiheda tantaali plastilisus tantaalipulbri hapnikusisalduse tõusu tõttu ning EB-PBF protsessiga valmistatud tantaaliproovides hakkasid ilmnema mõned võimalikud mikrodefektid. Siiski ei mõjutanud uurimisvahemikus olevate kasutuste arv tihedate tantaalikomponentide tõmbetugevust.
Taaskasutamise mõju pulbri omadustele
Taaskasutustsüklite arvu suurenemisega tõusis tantaalipulbri hapnikusisaldus. Substraadi tasandamine enne EB-PBF protsessi ja sellele järgnenud pulbri taaskasutamise protseduur olid võtmeajad, mil pulber puutus kokku õhuga ja hapnikusisaldus suurenes. Joonisel 4 olevad leiud näitavad, et 30 korduskasutustsükli jooksul suurenes tantaalipulbri hapnikusisaldus 4,7 ppm võrra EB-PBF operatsiooni kohta. Kuna tantaaliosakesed kuumutati ja sulatati EB-PBF protsessi käigus kõrgvaakumatmosfääris elektronkiirega, kasvas hapnikusisaldus järk-järgult.
pärast 30 korduskasutust ei ole osakeste keskmises suuruses märgatavaid muutusi. Osakeste suuruse väikesel muutumisel korduskasutustsüklite suurenemisel on erinevad põhjused, sealhulgas: väikeste osakeste arv vähenes õhukese kihi paksuse (50 m) ja jämeda pulbri kraapimise tõttu; pritsimise, nakkumise ja ümbersulamise tõttu suurenes suurte osakeste arv; ja väikeste osakeste arv vähenes peeneteraliste pulbriosakeste eelistatud sulamise tõttu. Selle tulemusena suurenes osakeste suurus vaid vähesel määral. Pärast korduvkasutamist oli osakeste keskmine suurus väiksem, kuna suured osakesed sõeluti välja ja kleepuvad pulbriosakesed eraldati. Tantaalipulbri D10, D50 ja D90 muutused järgisid kogu EB-PBF protsessi vältel sama mustrit, seega ka osakeste suurus. jaotus peaaegu ei muutunud ja algne osakeste jaotus säilis.
Substraat kuumutati enne EB-PBF protseduuri elektronkiirega 700 kraadini. Seejärel hoiti pulberkihti EB-PBF protseduuri ajal temperatuuril üle 660 kraadi. Seega oodati tantaaliosakeste tagasihoidlikku pinna karedust ja deformatsiooni, eriti venitatud EB-PBF protsessi ajal. Veelgi enam, EB-PBF protsessi käigus kuumutati osa konstruktsioonikomponentide läheduses olevaid osakesi kõrge temperatuurini, mis võib põhjustada osakeste nähtavat deformatsiooni ja pinna karedust. Taastumisprotsessi käigus tekitasid kõrgsurveõhujoad pulbriosakeste pinnale nõgusad alad.mõned neist omadustest. Täpsemalt, vigade ilmnemine võttis pärast 25 korduskasutustsüklit kauem aega kui Ti-6Al-4V pulbri puhul [15, 19]. Pulbri korduskasutustsüklite arvu suurenemise korral on eeldatavasti rohkem pinnavigu, mis suurendab pinna karedust ja osakeste moonutusi.
Järeldus 1. Pärast EB-PBF protsessi 30 iteratsiooni tõusis tantaalipulbri hapnikusisaldus 0,004-lt 0,018 massiprotsendile. Pärast mitut korduskasutustsüklit ei muutunud tantaalipulbri voolavus, osakeste suurus, näiv tihedus ja koputustihedus oluliselt.
2. Pärast 20 korduskasutust olid tantaalipulbri osakesed sfäärilised ja sileda pinnaga. Pärast enam kui 25 korduskasutust täheldati osakeste kuju kerget deformatsiooni ning EB-PBF protsessi käigus sulandusid suured ja väikesed osakesed.
