CN115161512A - 一种3d打印钛-钽网状结构复合材料及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种3D打印钛‑钽网状结构复合材料及其制备方法和用途，所述3D打印钛‑钽网状结构复合材料包括钛基体及呈网状结构分布在钛基体中的钽颗粒；所述3D打印钛‑钽网状结构复合材料中钽的质量分数为10～30％，余量为钛；所述制备方法工艺简单，在钛‑钽复合材料中形成合适尺寸的网状结构，既可获得显著的增强效果，又可保持钛基体的变形能力，所得3D打印钛‑钽网状结构复合材料具有优异的强韧性，可以制备复杂形状的生物医用产品，具有很好的推广应用前景。

Description

一种3D打印钛-钽网状结构复合材料及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种3D打印钛-钽网状结构复合材料及其制备方法和用途。
背景技术
钛由于比强度高、生物相容性好以及耐腐蚀性好等优点，被广泛用于生物医疗领域。随着我国医疗器械行业的快速发展，钛及钛合金的人体植入产品的市场需求日益增长。然而，钛的弹性模量偏高，在人体中容易造成“应力屏蔽”问题，且目前常规的医用钛合金中，Al、V等合金元素在长期的生物腐蚀下容易产生对人体有害物质。钽具有低模量、高生物相容性等优点，将钽添加到钛基体中形成钛-钽复合材料，可获得与人骨接近的模量以及优异的力学性能，且对人体无毒性，是一种应用潜力巨大的生物医用材料。
目前，钛-钽复合材料的制备技术主要包括叠层法和粉末冶金法。
CN113183562A公开了一种梯度异构钛钽层状复合材料、制备方法及其应用，通过改变钛层与钽层的厚度比例，实现了层状复合材料中的成分梯度分布，并可对其组织和性能进行调控，在复合材料中形成了多层次的具有不同结构的层状组织，提高了材料的强度和韧性，降低了弹性模量。具体方法是，选择不同厚度的钛箔和钽箔，交替叠置钛层和钽层，利用扩散连接法把钛箔和不同厚度的钽箔连接起来，制备了梯度异构钛/钽层状复合材料，有效提高了钛钽合金综合力学性能，同时延伸率可达28％同时，该制备方法可以用于调控层状复合材料的组织和性能，改良和调控生物医疗领域用钛钽合金的性能。
CN102021355A公开了一种生物医用多孔钛材料的制备方法，将钛粉或是钛合金粉体与氢化钛颗粒混合，在真空环境中或还原气体保护下对粉体施加脉冲电压，以产生等离子体对混合粉末材料颗粒表面进行活化，活化完成后在常压下用直流电将粉末材料快速加热至800～1100℃，之后关闭直流电，冷却得到所需材料。
但是上述制备方法均难以控制钛-钽界面缺陷，导致材料力学性能不稳定，且层状复合材料具有各向异性，实际应用较为受限。
CN109732087A公开了一种粉末冶金Ti-Ta二元金属-金属基层状复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：1)将Ti粉及Ta粉混匀后，通过放电等离子烧结制备烧结坯体；2)将烧结坯体进行表面处理后，中温轧制，得到致密金属-金属复合板材；3)将金属-金属复合板材进行冷轧处理，得到冷轧板材；4)将冷轧板材进行退火处理，即得界面结合稳定、性能较好的Ti-Ta二元金属-金属基层状复合材料。该制备方法虽然解决了钛-钽界面缺陷问题，但是制备流程较复杂，且只能成型板材，不适合加工成复杂形状的骨科植入产品。此外，上述制备技术中钽都是以层状结构分布在钛基体中，造成的强化效果有限。
因此，开发一种力学性能优异且可以制备复杂形状的生物医用产品的3D打印钛-钽网状结构复合材料及其制备方法具有重要价值。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种3D打印钛-钽网状结构复合材料及其制备方法和用途，将特定质量比的钛粉和钽粉进行球磨混合后，在选区激光熔化装置进行3D打印，得到了力学性能优异的3D打印钛-钽网状结构复合材料；所述制备方法工艺简单，可以制备复杂形状的钛-钽复合材料产品，广泛应用于生物医疗领域。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种3D打印钛-钽网状结构复合材料，所述3D打印钛-钽网状结构复合材料包括钛基体及呈网状结构分布在钛基体中的钽颗粒；所述3D打印钛-钽网状结构复合材料中钽的质量分数为10～30％，余量为钛。
本发明所述的3D打印钛-钽网状结构复合材料中钽的质量分数为10～30％，由钽颗粒形成了合适大小的网格结构，一方面可以对位错运动起到良好的阻碍作用，从而提升复合材料强度；另一方面，合适的网状结构可以保持网格内钛基体的变形能力，从而获得良好的塑性。本发明所述的3D打印钛-钽网状结构复合材料具有优异的强韧性以及与人骨接近的模量，且对人体无毒性，适合在生物医疗领域进行推广应用。
本发明所述3D打印钛-钽网状结构复合材料中钽的质量分数为10～30％，例如可以是10％、12％、15％、17％、20％、25％、28％或30％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述网状结构中单个网格单元的尺寸为20～50μm，例如可以是20μm、22μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明优选所述网状结构中单个网格单元的尺寸为20～50μm，网格单元的尺寸过小，会导致钛基体变形能力变差、3D打印钛-钽网状结构复合材料变脆；网格单元的尺寸过大，会导致强化效果降低，3D打印钛-钽网状结构复合材料强度下降。
第二方面，本发明还提供一种如第一方面所述的3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)质量比为(7～9):(1～3)的钛粉和钽粉经转速为150～200r/min的球磨混合，得到复合粉末；
(2)所述复合粉末经选区激光熔化装置进行激光功率为150～200W的3D打印，得到半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料；
(3)所述半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料经退火处理，得到3D打印钛-钽网状结构复合材料。
本发明所述的3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法采用特定比例的钛粉和钽粉经特定转速的球磨混合，有利于后续3D打印中形成钛-钽网状结构；之后在特定激光功率下采用选区激光熔化直接成型，避免了叠层法所带来的界面缺陷问题，且相对常规粉末冶金法具有更短和更简单的工艺流程，在制备复杂形状的钛-钽复合材料产品方面具有显著优势。
本发明中钛粉和钽粉的质量比为(7～9):(1～3)，例如可以是7:1、7.2:1.3、7.5:1.7、8:1.9、8.4:2.1或9:3等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述球磨转速为150～200r/min，例如可以是150r/min、160r/min、170r/min、180r/min、190r/min、195r/min或200r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；所述3D打印的激光功率为150～200W，例如可以是150W、160W、165W、170W、180W、190W或200W等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述钛粉的粒度为30～53μm，例如可以是30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或53μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明优选所述钛粉的粒度为30～53μm，可以控制网状结构中单个网格单元的尺寸为20～50μm。当钛粉的粒度大于53μm，会导致粉末融化不充分，影响激光成型质量，使材料强塑性降低；当钛粉的粒度小于30μm，会导致Ta颗粒团聚，使材料塑性变差。
优选地，所述钛粉的形貌为球状。
优选地，所述钽粉的粒度为2～10μm，例如可以是2μm、3μm、5μm、7μm、9μm或10μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述钽粉的形貌为不规则状。
优选地，所述钛粉和钽粉的纯度均高于99.9％，例如可以是99.91％、99.93％、99.95％、99.96％、99.98％或99.99％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述球磨混合的时间为6～8h，例如可以是6h、6.5h、7h、7.3h、7.5h或8h等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述球磨混合的球料比为3:1～6:1，例如可以是3:1、3.2:1、3.5:1、4:1、5:1或6:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述球磨混合中采用氩气或氮气作为保护气氛。
优选地，所述球磨混合的方式为行星式球磨。
优选地，所述球磨混合中球磨罐和磨球的材质均为不锈钢。
优选地，步骤(2)所述3D打印的激光光斑直径为0.1～0.15mm，例如可以是0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm或0.15mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述3D打印的扫描速度为800～1000mm/s，例如可以是800mm/s、850mm/s、900mm/s、950mm/s、980mm/s或1000mm/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述3D打印的扫描间距为0.1～0.2mm，例如可以是0.1mm、0.11mm、0.14mm、0.17mm或0.2mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述3D打印的单层层厚为0.03～0.05mm，例如可以是0.03mm、0.035mm、0.04mm、0.045mm或0.05mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述3D打印的保护气氛为高纯氩气。
优选地，步骤(3)所述退火处理的温度为600～750℃，例如可以是600℃、610℃、650℃、700℃、730℃或750℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述退火处理的保温时间为30～60min，例如可以是30min、35min、40min、45min、50min或60min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)质量比为(7～9):(1～3)的钛粉和钽粉经转速为150～200r/min的球磨混合6～8h，得到复合粉末；所述钛粉的粒度为30～53μm，形貌为球状；所述钽粉的粒度为2～10μm，形貌为不规则状；所述钛粉和钽粉的纯度均>99.9％；所述球磨混合的球料比为3:1～6:1；
(2)所述复合粉末经选区激光熔化装置进行激光功率为150～200W的3D打印，得到半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料；所述3D打印的激光光斑直径为0.1～0.15mm，扫描速度为800～1000mm/s，扫描间距为0.1～0.2mm，单层层厚为0.03～0.05mm；所述3D打印的保护气氛为高纯氩气；
(3)所述半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料经温度为600～750℃的退火处理30～60min，得到3D打印钛-钽网状结构复合材料。
发明所述的3D打印钛-钽网状结构复合材料应用在生物医疗领域中。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的3D打印钛-钽网状结构复合材料的屈服强度可达1210MPa以上，抗拉强度可达1304MPa以上，拉伸塑性可达10.2％以上，室温下具有良好的强韧性，在生物医疗领域应用潜力巨大；
(2)本发明提供的3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法有更短和更简单的工艺流程，在制备复杂形状的钛-钽复合材料产品方面具有显著优势，适合大规模推广应用。
附图说明
图1是实施例1中3D打印钛-钽网状结构复合材料的SEM图。
图2是实施例1中3D打印钛-钽网状结构复合材料的拉伸性能曲线。
图3是实施例2中3D打印钛-钽网状结构复合材料的SEM图。
图4是实施例2中3D打印钛-钽网状结构复合材料的拉伸性能曲线。
图5是对比例1中3D打印钛-钽复合材料的SEM图。
图6是对比例1中3D打印钛-钽复合材料的拉伸性能曲线。
图7是对比例3中3D打印钛-钽复合材料的SEM图。
图8是对比例3中3D打印钛-钽复合材料的拉伸性能曲线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
本实施例提供一种3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)质量比为4:1的钛粉和钽粉置于不锈钢球磨罐中，按5:1的球料比称取不锈钢磨球置于球磨罐中，充入高纯氩气保护，防止粉末氧化，采用行星式球磨机进行球磨，球磨转速为150r/min，球磨时间为8h，得到复合粉末；所述钛粉的粒度为43μm，形貌为球状；所述钽粉的粒度为6μm，形貌为不规则状；所述钛粉和钽粉的纯度均>99.9％；
(2)所述复合粉末经选区激光熔化装置进行激光功率为150W的3D打印，得到半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料；所述3D打印的激光光斑直径为0.12mm，扫描速度为1000mm/s，扫描间距为0.12mm，单层层厚为0.03mm；所述3D打印的保护气氛为高纯氩气；
(3)所述半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料经温度为700℃的退火处理30min，得到3D打印钛-钽网状结构复合材料。
本实施例所制备的3D打印钛-钽网状结构复合材料的SEM图如图1所示，材料组织均匀，内部无明显残余孔隙。钽颗粒均匀地分布在钛颗粒的周围，形成网状结构，单个网格单元的尺寸约为40μm。
本实施例所制备的3D打印钛-钽网状结构复合材料的拉伸性能如图2所示，材料屈服强度为1047MPa，抗拉强度为1162MPa，拉伸塑性为9.3％，室温下具有良好的强韧性。
实施例2
本实施例提供一种3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)质量比为7:3的钛粉和钽粉置于不锈钢球磨罐中，按6:1的球料比称取不锈钢磨球置于球磨罐中，充入高纯氩气保护，防止粉末氧化，采用行星式球磨机进行球磨，球磨转速为200r/min，球磨时间为6h，得到复合粉末；所述钛粉的粒度为43μm，形貌为球状；所述钽粉的粒度为6μm，形貌为不规则状；所述钛粉和钽粉的纯度均>99.9％；
(2)所述复合粉末经选区激光熔化装置进行激光功率为180W的3D打印，得到半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料；所述3D打印的激光光斑直径为0.1mm，扫描速度为1000mm/s，扫描间距为0.1mm，单层层厚为0.03mm；所述3D打印的保护气氛为高纯氩气；
(3)所述半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料经温度为750℃的退火处理30min，得到3D打印钛-钽网状结构复合材料。
本实施例所制备的3D打印钛-钽网状结构复合材料的SEM图如图3所示，材料组织均匀，内部无明显残余孔隙。钽颗粒均匀地分布在钛颗粒的周围，形成网状结构，单个网格单元的尺寸约为40μm。由于钽含量较高，材料内部的网状结构十分明显。
本实施例所制备的3D打印钛-钽网状结构复合材料的拉伸性能如图4所示，材料屈服强度为1210MPa，抗拉强度为1304MPa，拉伸塑性为8.4％，室温下具有良好的强韧性。
实施例3
本实施例提供一种3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)质量比为9:1的钛粉和钽粉置于不锈钢球磨罐中，按4:1的球料比称取不锈钢磨球置于球磨罐中，充入高纯氩气保护，防止粉末氧化，采用行星式球磨机进行球磨，球磨转速为150r/min，球磨时间为6h，得到复合粉末；所述钛粉的粒度为32μm，形貌为球状；所述钽粉的粒度为2μm，形貌为不规则状；所述钛粉和钽粉的纯度均>99.9％；
(2)所述复合粉末经选区激光熔化装置进行激光功率为150W的3D打印，得到半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料；所述3D打印的激光光斑直径为0.1mm，扫描速度为800mm/s，扫描间距为0.1mm，单层层厚为0.03mm；所述3D打印的保护气氛为高纯氩气；
(3)所述半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料经温度为600℃的退火处理60min，得到3D打印钛-钽网状结构复合材料。
本实施例所制备的3D打印钛-钽网状结构复合材料组织均匀，内部无明显残余孔隙。钽颗粒均匀地分布在钛颗粒的周围，形成网状结构，单个网格单元的尺寸约为30μm。
本实施例所制备的3D打印钛-钽网状结构复合材料的屈服强度为965MPa，抗拉强度为1048MPa，拉伸塑性为10.2％，室温下具有良好的强韧性。
实施例4
本实施例提供一种3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)质量比为4:1的钛粉和钽粉置于不锈钢球磨罐中，按5:1的球料比称取不锈钢磨球置于球磨罐中，充入高纯氩气保护，防止粉末氧化，采用行星式球磨机进行球磨，球磨转速为180r/min，球磨时间为7h，得到复合粉末；所述钛粉的粒度为43μm，形貌为球状；所述钽粉的粒度为2μm，形貌为不规则状；所述钛粉和钽粉的纯度均>99.9％；
(2)所述复合粉末经选区激光熔化装置进行激光功率为200W的3D打印，得到半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料；所述3D打印的激光光斑直径为0.12mm，扫描速度为1000mm/s，扫描间距为0.12mm，单层层厚为0.05mm；所述3D打印的保护气氛为高纯氩气；
(3)所述半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料经温度为650℃的退火处理45min，得到3D打印钛-钽网状结构复合材料。
本实施例所制备的3D打印钛-钽网状结构复合材料组织均匀，内部无明显残余孔隙。钽颗粒均匀地分布在钛颗粒的周围，形成网状结构，单个网格单元的尺寸约为40μm。
本实施例所制备的3D打印钛-钽网状结构复合材料的屈服强度为1096MPa，抗拉强度为1187MPa，拉伸塑性为9.1％，室温下具有良好的强韧性。
对比例1
本对比例提供一种3D打印钛-钽复合材料的制备方法，所述制备方法除了将步骤(1)中钛粉和钽粉的质量比4:1替换为95:5外，其余均与实施例1相同。
本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料的SEM图如图5所示，由于钽的含量太低，复合材料并未形成网状结构。钽颗粒基本随机分布在在钛基体中，而钛基体处于连续状态。
本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料的拉伸性能如图6所示，材料屈服强度为695MPa，抗拉强度为761MPa，拉伸塑性为10.5％。与实施例1对比可知，当钽含量降低，材料的强度大幅下降，其原因是复合材料内部未形成网状结构，因此对位错运动的阻碍效果大幅降低，导致复合材料强度下降。
对比例2
本对比例提供一种3D打印钛-钽复合材料的制备方法，所述制备方法除了将步骤(1)中钛粉和钽粉的质量比4:1替换为6:4外，其余均与实施例1相同。
本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料虽然形成网状结构，但由于钽含量过高，材料内部多处存在钽颗粒团聚现象。本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料的屈服强度为1125MPa，抗拉强度为1149MPa，拉伸塑性为2.3％。由于团聚的钽颗粒易引起应力集中，导致材料塑性严重降低。
综合对比例1和2可以看出，本发明的制备方法中限定采用特定质量比的钛粉和钽粉进行混合，可以制备得到力学性能优异的3D打印钛-钽网状结构复合材料。
对比例3
本对比例提供一种3D打印钛-钽复合材料的制备方法，所述制备方法除了将步骤(1)中球磨转速为150r/min替换为100r/min外，其余均与实施例1相同。
本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料的SEM图如图7所示。由于球磨转速过低，钽粉颗粒未能成功粘附在钛粉颗粒表面，而是形成自由状态的钛-钽混合粉末。因此在3D打印后，材料内部也没有形成网状结构。
本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料的拉伸性能如图8所示，材料屈服强度为926MPa，抗拉强度为1003MPa，拉伸塑性为5.1％。与实施例1对比可知，当球磨转速偏低时，材料的塑性大幅下降，强度也小幅降低。其原因是复合材料内部未形成网状结构，部分钽颗粒分布不均匀，甚至发生团聚，导致材料在变形过程容易应力集中，引起强韧性下降。
对比例4
本对比例提供一种3D打印钛-钽复合材料的制备方法，所述制备方法除了将步骤(1)中球磨转速为150r/min替换为250r/min外，其余均与实施例1相同。
本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料没有形成网状结构，材料内部钽颗粒随机分布。其原因是球磨转速过高，球形钛粉发生大变形甚至破碎，失去了球形特征，其流动性大幅下降，严重影响3D打印效果。本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料的屈服强度为1067MPa，抗拉强度为1102MPa，拉伸塑性为3.1％。
综合对比例3和4可以看出，本发明限定钛粉和钽粉在特定的转速下进行球磨混合，才能制备得到力学性能优异的3D打印钛-钽网状结构复合材料。
对比例5
本对比例提供一种3D打印钛-钽复合材料的制备方法，所述制备方法除了将步骤(2)中激光功率为150W替换为100W外，其余均与实施例1相同。
本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料虽然形成了网状结构，但是材料内部存在大量残余孔隙。其原因是激光功率偏低，导致材料成型过程的能量密度不够，钛粉末熔化不充分，因此在凝固过程残留了大量孔隙。经拉伸性能测试，本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料在拉伸至658MPa时发生脆性断裂。
对比例6
本对比例提供一种3D打印钛-钽复合材料的制备方法，所述制备方法除了将步骤(2)中激光功率为150W替换为250W外，其余均与实施例1相同。
本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料没有形成网状结构，材料内部形成了均匀单相结构，且存在一定的残余孔隙。其原因是激光功率过高，导致材料成型过程的能量密度太大，钛粉和钽粉充分熔化并合金化，形成了均匀的钛钽合金，而不是复合材料。另外，过高的能量密度导致液滴飞溅，造成内部残余气孔问题。本对比例所制备的3D打印钛-钽复合材料的屈服强度为712MPa，抗拉强度为757MPa，拉伸塑性为12％。由于失去了钽颗粒的强化作用，导致本对比例制备的材料强度偏低。
综合对比例5和6可以看出，本发明中限定复合粉末在特定激光功率下进行选区激光熔化，才能制备得到力学性能优异的3D打印钛-钽网状结构复合材料。
综上所述，本发明提供的3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法有更短和更简单的工艺流程，在制备复杂形状的钛-钽复合材料产品方面具有显著优势，制备得到的3D打印钛-钽网状结构复合材料的屈服强度高，抗拉强度高，拉伸塑性大，室温下具有良好的强韧性，在生物医疗领域应用潜力巨大。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印钛-钽网状结构复合材料，其特征在于，所述3D打印钛-钽网状结构复合材料包括钛基体及呈网状结构分布在钛基体中的钽颗粒；所述3D打印钛-钽网状结构复合材料中钽的质量分数为10～30％，余量为钛。
2.根据权利要求1所述的3D打印钛-钽网状结构复合材料，其特征在于，所述网状结构中单个网格单元的尺寸为20～50μm。
3.一种如权利要求1或2所述的3D打印钛-钽网状结构复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)质量比为(7～9):(1～3)的钛粉和钽粉经转速为150～200r/min的球磨混合，得到复合粉末；
(2)所述复合粉末经选区激光熔化装置进行激光功率为150～200W的3D打印，得到半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料；
(3)所述半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料经退火处理，得到3D打印钛-钽网状结构复合材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钛粉的粒度为30～53μm；
优选地，所述钛粉的形貌为球状。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钽粉的粒度为2～10μm；
优选地，所述钽粉的形貌为不规则状；
优选地，所述钛粉和钽粉的纯度均>99.9％。
6.根据权利要求3～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨混合的时间为6～8h；
优选地，所述球磨混合的球料比为3:1～6:1。
7.根据权利要求3～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述3D打印的激光光斑直径为0.1～0.15mm；
优选地，所述3D打印的扫描速度为800～1000mm/s；
优选地，所述3D打印的扫描间距为0.1～0.2mm；
优选地，所述3D打印的单层层厚为0.03～0.05mm。
8.根据权利要求3～7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述3D打印的保护气氛为高纯氩气。
9.根据权利要求3～8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述退火处理的温度为600～750℃；
优选地，所述退火处理的保温时间为30～60min。
10.根据权利要求3～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)质量比为(7～9):(1～3)的钛粉和钽粉经转速为150～200r/min的球磨混合6～8h，得到复合粉末；所述钛粉的粒度为30～53μm，形貌为球状；所述钽粉的粒度为2～10μm，形貌为不规则状；所述钛粉和钽粉的纯度均>99.9％；所述球磨混合的球料比为3:1～6:1；
(2)所述复合粉末经选区激光熔化装置进行激光功率为150～200W的3D打印，得到半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料；所述3D打印的激光光斑直径为0.1～0.15mm，扫描速度为800～1000mm/s，扫描间距为0.1～0.2mm，单层层厚为0.03～0.05mm；所述3D打印的保护气氛为高纯氩气；
(3)所述半成品3D打印钛-钽网状结构复合材料经温度为600～750℃的退火处理30～60min，得到3D打印钛-钽网状结构复合材料。
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