鎳基合金粉末在燃氣輪機葉片制造中具有不可替代性。其3D打印需克服高殘余應力（>800MPa）和開裂傾向，目前采用預熱基板（400-600℃）和層間緩冷技術可有效控制缺陷。粉末化學需嚴格匹配ASTM F3056標準，其中Nb含量（5.0%-5.5%）直接影響γ"強化相析出。德國某研究所通過雙峰粒徑分布（10-30μm與50-80μm混合）提升堆積密度至65%，使零件在1000℃下的蠕變壽命延長3倍。該材料單公斤成本超過$500，主要受制于真空感應熔煉氣霧化（VIGA）的高能耗工藝。
3D打印鋯合金（如Zircaloy-4）燃料組件包殼，可設計內部蜂窩結構，提升耐壓性和中子經濟性。美國西屋電氣通過EBM制造的核反應堆格架，抗蠕變性能提高50%，服役溫度上限從400℃升至600℃。此外，鎢銅復合部件用于聚變堆前列壁裝甲，銅基體快速導熱，鎢層耐受等離子體侵蝕。但核用材料需通過嚴苛輻照測試：打印件的氦脆敏感性比鍛件高20%，需通過熱等靜壓（HIP）和納米氧化物彌散強化（ODS）工藝優化。中廣核已建立全球較早3D打印核級部件認證體系。
微層流霧化（Micro-Laminar Atomization, MLA）是新一代金屬粉末制備技術，通過超音速氣體（速度達Mach 2）在層流狀態下破碎金屬熔體，形成粒徑分布極窄（±3μm）的球形粉末。例如，MLA制備的Ti-6Al-4V粉末中位粒徑（D50）為28μm，衛星粉含量＜0.1%，氧含量低至800ppm，明顯優于傳統氣霧化工藝。美國6K公司開發的UniMelt®系統采用微波等離子體加熱，結合MLA技術，每小時可生產200kg高純度鎳基合金粉，能耗降低50%。該技術尤其適合高活性金屬（如鋯、鈮），避免了氧化夾雜，為核能和航天領域提供關鍵材料。但設備投資高達2000萬美元，目前限頭部企業應用。
3D打印固體氧化物燃料電池（SOFC）的鎳-YSZ陽極，多孔結構使電化學反應表面積增加5倍，輸出功率密度達1.2W/cm（傳統工藝0.8W/cm）。氫能領域，鈦基雙極板通過內部流道拓撲優化，使燃料電池堆體積減少30%。美國Relativity Space打印的液態甲烷/液氧火箭發動機，采用鉻鎳鐵合金內襯與銅合金冷卻通道一體成型，燃燒效率提升至99.8%。但高溫燃料電池的長期穩定性需驗證：3D打印件的熱循環壽命（＞5000次）較傳統工藝低20%，需通過摻雜氧化鈰納米顆粒改善。 金屬粉末的氧含量控制是保證3D打印過程穩定性和成品耐腐蝕性的關鍵因素。
等離子球化技術通過高溫等離子體將不規則金屬顆粒重新熔融并球形化，明顯提升粉末流動性和打印質量。例如，鎢粉經球化后霍爾流速從45s/50g降至22s/50g，堆積密度提高至理論值的65%，適用于電子束熔化（EBM）工藝。該技術還可處理回收粉末，去除衛星粉和氧化層，使316L不銹鋼回收粉的氧含量從0.1%降至0.05%。德國H.C. Starck公司開發的射頻等離子系統，每小時可處理50kg鈦粉，成本較新粉降低40%。但高能等離子體易導致小粒徑粉末蒸發，需精細控制溫度和停留時間。冷噴涂增材制造技術通過高速粒子沉積，避免金屬材料經歷高溫相變過程。安徽鈦合金粉末合作
金屬注射成型（MIM）結合粉末冶金與注塑工藝，可大批量生產小型精密金屬件。湖南粉末咨詢
等離子旋轉電極霧化（PREP）通過高速旋轉金屬電極（轉速20,000 RPM）在等離子弧作用下熔化并甩出液滴，形成高純度球形粉末。該技術尤其適用于鈦、鋯等高活性金屬，粉末氧含量可控制在500ppm以下，衛星粉比例＜0.05%。俄羅斯VSMPO-AVISMA公司采用PREP制備的Ti-6Al-4V粉末，平均粒徑45μm，用于波音787機翼鉸鏈部件，疲勞壽命較傳統氣霧化粉末提升30%。然而，PREP的產能限制明顯（每小時5-10kg），且電極制備成本高昂（鈦錠損耗率20%）。較新進展中，中國鋼研科技集團開發多電極同步霧化技術，將產能提升至30kg/h，但設備投資超1500萬美元，限為高級國用領域。湖南粉末咨詢
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