微提拉旋轉泡生法製備藍寶石晶體方法在對泡生法和提拉法改進的基礎上發展而來的用於生長大尺寸藍寶石晶體的方法，主要在烏克蘭頓涅茨公司生產的Ikal-220型晶體生長爐的基礎上改進和開發。晶體生長系統主要包括控制系統、真空系統、加熱體、冷卻系統和熱防護系統等。微提拉旋轉泡生法大尺寸藍寶石晶體生長技術主要是通過調控系統內的熱量輸運來控制整個晶體的生長過程，因此加熱體與熱防護系統的設計，熱交換器工作流體的選擇、散熱能力的設計，晶體生長速率、冷卻速率的控制等工藝問題對能否生長出品質優良的藍寶石晶體都至關重要。

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藍寶石晶體生長方式可劃分為溶液生長、熔體生長、氣相生長三種，其中熔體生長方式因具有生長速率快， 純度高和晶體完整性好等特點，而成為是製備大尺寸和特定形狀晶體的最常用的晶體生長方式。目前可用來以熔體生長方式人工生長藍寶石晶體的方法主要有熔焰 法、提拉法、區熔法、坩堝移動法、熱交換法、溫度梯度法和泡生法等。但是，上述方法都存在各自的缺點和局限性，較難滿足未來藍寶石晶體的大尺寸、高品質、低成本發展需求。例如，熔焰法、提拉法、區熔法等方法生長的晶體品質和尺寸都受到限制，難以滿足光學器件的高性能要求；熱交換法、溫度梯度法和泡生法等方 法生長的藍寶石晶體尺寸大，品質較好，但熱交換法需要大量氦氣作冷卻劑，溫度梯度法、泡生法生長的藍寶石晶體坯料需要進行高溫退火處理，坯料的後續處理工 藝比較複雜、成本高。

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傳統的鎢銅觸頭材料作為高壓電器開關的電觸頭在鎢銅材料中仍然佔有很大的份額。所不同的是已用於更新換代的以SF6為滅弧介質的新型高壓電器開關中。同時,上世紀八十年代前後,另一類新開發的真空開關則在量大面廣的電壓低於35kV的中、高壓電器中得到廣泛的應用和迅猛的發展。這是因為真空電器開關具有體積小、性能好、操作方便,容易維護,使用壽命長,並能適應各種特殊的環境(如易燃、易爆、高寒、潮濕及腐蝕性條件下)等點。為了滿足這類真空電器的需求,除了開發了新型的鉻銅系真空觸頭外,也大量使用真空用鎢銅合金觸頭材料。

真空用鎢銅合金觸頭材料除了常規電觸頭所需求的性能外,特別要求符合真空應用時材料極低的氣體含量,這就要求採取特殊的制取工藝,如高溫或真空脫氣,真空熔滲等。真空鎢銅合金觸頭材料與傳統的鎢銅觸頭材料不同的是還發展了高鎢低銅的鎢銅製品,如W-Cu10、W-15Cu等。某些使用條件要求低截流值的鎢銅合金,則可在其中加入少量的的熔點的金屬,如銻、鉍、碲等。


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近年來，我國鎢製品製備取得了長足進步，產量占世界的40%以上，穩居世界第一。然而，在性能上，國內鎢製品主要以中低檔為主。“高精度、大尺寸、 複雜鎢製品零部件以及功能梯度合金的製備技術、裝備水準與國外差距較大，產品密度、硬度、斷裂韌性等性能還無法滿足現代工業和國防工業對鎢製品的要求。” 邱顯揚說。

硬質合金製品是一種主要的鎢製品。目前，國內共有硬質合金企業600多家，製造高精密刀具、模具和工程機械配件等高附加值產品的比重極低。

這是由於國內鎢製品的純度、粒度和均勻性控制尚未得到有效解決，企業技術品質標準建設滯後。據調查，多數企業科技投入少，研發投入不到銷售收入的1%，直接影響了原創高端產品的突破。

同時，廢舊硬質合金中鎢含量約40%到95%，美國廢硬質合金利用率已占其鎢總用量的35%到40%。而據估計，目前我國二次鎢資源的利用率僅 為24%左右。提高鎢製品的二次資源回收率，則有望實現鎢資源、能源和環境的可持續發展。對此，邱顯揚指出，鎢材的解離及鎢化物提純、轉化行為是這一過程 亟待突破的關鍵性技術。

除此之外，與會專家一致認為，積極開發礦山迴圈利用清潔生產技術、鎢礦物與伴生元素的分離及新一代鎢基合金的材料性質，才能解決當前低品位鎢資源面臨的開採、冶煉和製造問題，最終實現鎢資源的綠色、高效開發，從而推動整個鎢工業的崛起。

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但是，就算堿用量增加4到6倍，低品位鎢礦的分離仍然未能取得良好效果。據統計，我國鎢冶煉廢渣中鎢含量高達2.5%，每年鎢精礦損失高達3550 噸，相當於一個大型鎢礦的產量。而堿用量的增加則將導致加工費用的居高不下，輔助原料及熱、動能消耗的大幅增加。趙中偉認為，現有技術單獨以低品位鎢礦為 原料進行生產，因成本過高而無法實現經濟冶金。

同時，鎢礦冶金環境污染嚴重。最新資料顯示，我國鎢冶煉廢水年排放量達1600萬噸，廢水的各項指標均遠超國家標準。而國內鎢冶煉企業的工藝均無法實現廢水零排放。“萃取工藝排放高濃度的硫酸鈉廢水、離子交換工藝則排放大量低濃度含鹽廢水。”邱顯揚說。

高端產品缺乏

中國工程院院士、北京工業大學教授左鐵鏞指出：“鎢是現代國防中不可替代的‘戰略金屬’，其工業製品也應是整個行業關注的焦點。”

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更加令人擔憂的是，鎢礦資源品質問題也相當嚴重。邱顯揚告訴記者：“隨著鎢礦資源的逐年開採，鎢礦山品位呈逐年降低的趨勢。”

礦物學上，金屬鎢在成礦過程中形成鎢酸鹽類，其中黑鎢礦（鎢錳鐵礦）和白鎢礦（鎢酸鈣礦）最具有工業價值。黑鎢礦成分相對簡單，易於采選。而白 鎢礦富礦少、組分複雜、品位較低。長期以來，這種低品位的複雜鎢原料儘管占全國鎢資源儲量的70%，仍然難以得到與黑鎢礦媲美的青睞。

正因如此，我國以前消耗的大部分是黑鎢礦。然而，目前的現實是，“黑鎢資源越來越接近枯竭，以白鎢礦為主的局面已經形成。”中國工程院院士、北京礦冶研究總院研究員孫傳堯直言不諱地說。

冶金難題亟待解決
低品位鎢礦中，往往含鉬、磷、砷、矽等雜質，增加了冶金提取的難度。目前，鎢與高含量雜質分解技術尚未成熟，現有的萃取法、離子交換法和沉澱法不僅消耗大量化學試劑、造成環境污染，過量輔助材料的加入還將對後續工序帶來困難。

“我國的鎢濕法冶煉水準居世界領先地位，工業上用氫氧化鈉分解白鎢礦並廣泛推廣。”中南大學冶金科學與工程學院教授趙中偉告訴記者：“過去，這在國外認為是不可能進行的。”
 

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僅剩23年的開採保證年限，供應了全球鎢需求量的80%，在國際競爭中缺少話語權……這就是我國優勢礦產資源——金屬鎢所面臨的現狀。
長期以來，我國鎢資源因儲量、產量和出口量位居世界第一，而被業內人士稱為“三個第一”。然而，經過多年開採，我國已面臨嚴重的鎢資源危機，不僅體現在數量上，也體現在品質上。

在以“基於鎢的稀有金屬資源高效提取與迴圈利用”為主題的第430次香山科學會議研討會上，會議執行主席、廣州有色金屬研究院院長邱顯揚指出：“如何高效提取和開發鎢資源，提高鎢資源的應用價值，已成為我國從鎢資源大國走向鎢資源強國的當務之急。”

黑鎢資源面臨枯竭

江西省大餘縣是我國最早發現黑鎢礦的縣，一直被譽為“中國鎢業發祥地”，卻在2011年底公佈的“全國第三批資源枯竭城市”名單中榜上有名。

大餘縣的變遷是我國鎢資源危機的一個縮影。據統計，從2003年至2011年，我國鎢礦儲量從420萬噸降低至190萬噸，減少了54.8%。而按照我國2010年鎢資源的生產能力計算，目前鎢基礎儲量的開採保證年限僅剩23年。

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從上世紀末開始，中國的鎢基高密度合金的發展進入了全面、持續發展的新階段，無論在研究、應用和生產各個方面都在不斷開拓和前進。目前，除個別情況外，各方面的工作基本已達到國際的先進水準，所生產的製品已開始大規模地進入國際市場。

對鎢基高密度合金的制取新工藝，國內各單位進行了大量的研發工作。為了儘量降低由於簡單混粉法所引起的組織偏差，制取更為均勻的細晶合金。廣泛開展以高能球磨的機械合金化、混合溶液噴霧乾燥、共沉澱共還原等制取超細和納米複合粉的研究，研究製備條件對所得的複合粉粒度和形貌的關係，以及用這種超細和納米複合粉燒結鎢基高密度合金時的行為以及燒結合金的組織和性能。在成形工藝上，為了提高大批量、特殊複雜形狀製品的生產效率，降低生產成本，進行了大量注射成形工藝以及與此相關的黏結劑選擇、混料制粒及脫脂工藝條件的研究。在燒結上除了進一步研究燒結過程中合金中的相及相成分的變化，開展固相燒結、二次燒結等研究外。也開展了微波燒結、等離子火花燒結等燒結新技術在燒結鎢合金上的試驗，以期大大降低燒結過程的能量消耗和提高製品品質。

隨著對鎢基高密度合金研究的不斷深入，應用領域的更大擴展，通過幾十年來的努力，中國鎢基高密度合金的製造水準和生產規模得到了長足的發展。目前，國內鎢基高密度合金生產能力和實際年生產量均達到數倍於上世紀的產量水準。根據中國鎢業協會的統計，其產量已位居世界前列，其中也包括日益增長的對國際市場的出口份額。可以特別提到的是2003年由北京鋼鐵研究總院轉制成立的安泰科技股份有限公司通過招標承接了數噸十餘件歐洲核子研究中心強子對撞機的鎢鎳銅高密度合金部件，其中最大一件製品的單重達到1．3t。這一任務不僅得到圓滿完成，並被該中心評為“全球最佳供應商”，頒發了證書和證章。這充分表明，中國製造的鎢基高密度合金已經得到了國際上的認可和相當高的評價。


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在開拓鎢基高密度合金廣泛應用中。穿甲彈芯用鎢合金的研製得到特別的關注而成為高密度鎢合金進一步研究發展的中心。

鎢基高密度合金的高密度特性使其在高速運動下所攜帶的高動能成為用作動能穿甲彈的良好材料。美國首先於上世紀70年代前後進行研製並成功得到應用。裝備在坦克和火炮上以代替可造成放射性污染的貧鈾彈。為了增強我國的國防力量，在上世紀70年代後期，我國的武器工業部門，分別與有色研究院等單位開展炮彈用穿甲彈芯的研製任務和與鋼鐵研究院等單位開展槍用穿甲彈芯的研製任務。這些任務已於上世紀80年代中期基本上完成，有色研究院等研製成GW-1、GW-25、GW-35等牌號的火炮用鎢基高密度合金穿甲彈，鋼鐵研究院等研製成功12．7mmGW-180脫殼槍用穿甲彈鎢基高密度合金料。初步形成了中國自行創制的穿甲彈用鎢基高密度合金體系。


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鎢絞絲屬於一種真空鍍膜消耗材料.廣泛用於顯像管、制鏡、手機及各種塑膠、有機物和金屬基體及各種裝飾品等的表面噴鍍行業。
 
鎢是稀有金屬，也是重要的戰略物資。我國是產鎢大國，鎢資源儲量520萬噸，占世界總儲量的65％，產量及出口量均居世界第一。湖南、江西、河南 三省的鎢資源儲量居全國的前三位，其中湖南、江西兩省的鎢資源儲量占全國的 55．48％。湖南以白鎢為主，江西以黑鎢為主，其黑鎢資源占全國黑鎢資源總量的 42．40％。

鎢的用途 ----電真空照明材料：

鎢以鎢絲、鎢帶和各種鍛造元件用於電子管生產、無線電電子學和X射線技術中。鎢是白織燈絲和螺旋絲的最好材料。高的工作溫度（2200——2500℃）保 證高的發光效率，而小的蒸發速度保證絲的壽命長。鎢絲用於製造電子振盪管的直熱陰極和柵極，高壓整流器的陰極和和各種電子儀器中旁熱陰極加熱器。用鎢做X 光管和氣體放電管的對陰極和陰極，以及無線電設備的觸頭和原子氫焊槍電極。鎢絲和鎢棒作為高溫爐（達3000℃）的加熱器。鎢加熱器在氫氣氣體、惰性氣體 或真空中工作。

鎢絞絲用途:加熱子主要用於顯像管、制鏡、塑膠、金屬基體及各種裝飾品表面真空鍍膜的加熱元件。鎢絞絲主要用作為加熱子的原材料，也可直接用於半導體或真空器件的加熱元件。

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