硬質合金—聚晶金剛石複合球齒是以硬質合金為基體，並在硬質合金球齒基體上進行打孔鑲焊上聚晶金剛石。這樣一來就使得該種複合球齒不僅具有硬質合金良好的硬度和抗衝擊性，而且原本耐磨性的短板也被聚晶金剛石所彌補。從理論上分析，硬質合金—聚晶金剛石複合球齒能夠良好地適應潛孔鑽頭對抗衝擊能力的要求。相關研究人員設計了室內抗衝擊試驗，其採用經計算所得出的潛孔鑽頭球齒在現場施工狀態下所承受的衝擊功對花崗岩進行衝擊，該衝擊試驗在最大程度上模擬了硬質合金—聚晶金剛石複合球齒作為潛孔鑽頭球齒的實際工作環境。

試驗使用硬質合金—聚晶金剛石複合球齒參照φ115潛孔鑽頭直徑為φ16mm的邊齒，通過對比鑲焊不同數量的聚晶金剛石（1-4）的複合球齒分別以30J、50J、70J為衝擊功進行衝擊，衝擊的次數為100次。若硬質合金—聚晶金剛石複合球齒在該衝擊功所衝擊的100次內未發生破裂，則認為該衝擊功在硬質合金—聚晶金剛石複合球齒抗衝擊性的安全值之內。此後再結合不同類型潛孔鑽頭對球齒抗衝擊性的要求，就能夠較為嚴謹地得出硬質合金—聚晶金剛石複合球齒能否滿足相應潛孔鑽頭對球齒抗衝擊能力的要求。該實驗的另一個目的就是通過實驗資料表明聚晶金剛石的個數對硬質合金—聚晶金剛石複合球齒抗衝擊性能的影響，通過在硬質合金基體上打上較多的孔，鑲焊一定數量的聚晶金剛石能夠有效提高硬質合金球齒的耐磨性。鑲焊1-4顆聚晶金剛石的硬質合金—聚晶金剛石複合球齒的示意圖如下：

從圖中我們可以較清晰地看出聚晶金剛石對稱分佈在硬質合金球齒齒尖四周，一般來說尖部所承受的衝擊應力最高，因此硬質合金基體尖部通常不鑲焊聚晶金剛石很大程度上就是為了避免聚晶金剛石受到較強的衝擊力作用而發生破損。實驗結果表明鑲焊1顆聚晶金剛石的硬質合金—聚晶金剛石複合球齒在30J-70J的衝擊作用下並未發生破裂，即在抗衝擊性的安全值之內。而對於直徑φ16mm的高風壓潛孔鑽頭在現場作業中承受的衝擊功的大致範圍也落在這一範圍內，因此可以認為鑲焊1顆聚晶金剛石硬質合金—聚晶金剛石複合球齒能夠符合潛孔鑽頭的使用要求。而當硬質合金基體打孔超過3個時，其抗衝擊性能明顯受到了削弱，在衝擊功大於50J時開始發生破損。所以，對於硬質合金—聚晶金剛石複合球齒來說，並不是聚晶金剛石的個數越多越好，其效果呈正態分佈有一個最佳的匹配範圍，從實驗結果上看1-3顆最佳，超過了3顆球齒的抗衝擊能力開始下降，無法達到潛孔鑽頭的抗衝擊能力要求。

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鉭，是一種不活潑金屬元素，與鈮共生，主要存在於鉭鐵礦中，硬度適中且富有延展性，膨脹係數很小。由於鉭表面會生成穩定的五氧化二鉭（Ta₂O₅）保護膜，阻斷反應的繼續，使得鉭具有非常好的抗腐蝕性。

含鉭硬質合金是以碳化鎢為基本的複合碳化物和鈦鈷共同組成的合金，其成分較為複雜，鎢的回收由於本身量大，一般很容易以仲鎢酸銨的形式回收；然而，鉭鈮的含量較低，故而一般僅作為富集物回收，為此開發了各種回收工藝。鋅處理法、硝酸鈉熔融富集法是其中兩種較為常見的方法，其步驟見以下分解。

鋅處理法
1.將燒結的碳化物先在800℃下用液態鋅進行分解處理，使碳化物粒子與金屬鈦鈷間的結合鍵斷裂；
2.以上得到的分解物進行真空蒸餾，把鋅分離處理，並迴圈使用；
3.脫鋅後的產物經細磨並氧化，隨後進行堿處理和水浸等，使得鎢以NaWO₃形式進入浸出液，從而制取仲鎢酸銨以回收鎢；
4.步驟3得到的脫鎢渣用硫酸浸出鈷和鈦，得到的浸出渣即為鉭鈮富集物，而後進一步分離和回收鈷和鈦。

硝酸鈉熔融富集法
1.將硬質合金廢料和硝酸鈉一起在700～800℃下進行熔融處理，使硬質合金碳化物發生分解和氧化；
2.熔融物加入水浸出鎢，從而制得仲鎢酸銨以回收鎢；
3.過濾，分離含鎢溶液和濾渣，再加入鹽酸浸出鈷，從而回收鈷；
4.鉭和鈮最後富集在鹽酸浸出渣中，然後進一步回收鉭和鈮。

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偏鎢酸是鎢酸眾多種類中的一種，是一種聚鎢酸，是多種鎢酸中結構已經確定的唯一化合物，為無色晶體，在水中溶解度很大，由偏鎢酸的鹽轉化而得。由於偏鎢酸本身極其不穩定，容易降解，故而，在製備上存在這較大的困難。傳統方法使用鎢酸鈉製備偏鎢酸晶體，存在著工藝複雜，生產成本高，生產能力低，產品品質差和環境污染大等缺陷。現今提倡環境和諧、節約成本、簡化程式，所以，研發一種工藝較簡單，成本低、環境污染小，且有利於工業化生產的偏鎢酸製備方法非常有必要。



有研究指出可以使用仲鎢酸銨（APT）為原料，製備偏鎢酸。其技術方案表現為以下：
1.取適量仲鎢酸銨粉末加熱到270℃～350℃，使之離解生成偏鎢酸銨，離解時間為30-60分鐘；
2.往步驟1得到的偏鎢酸銨粉末中加入去離子水，進行浸出，並攪拌，得到乳濁液；
3.過濾，去掉不溶物，將濾液置於60～90℃的水浴環境中陳化4～24小時；
4.再次過濾，在進行陽離子樹脂交換，最終獲得了偏鎢酸溶液。

從以上步驟可以看出，使用此法以仲鎢酸銨為原料製備偏鎢酸，工藝簡單易行，便於控制，而且成本很低；另外，由於反應過程中未添加任何含雜質元素的化合物，保證所得到的偏鎢酸溶液具有很高的純度，產品品質好；最後，生產過程中不使用乙醚等揮發性有機物質，對環境影響極小，故適於工業化大規模生產。

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光催化是今年來發展的新領域，目前有許多的半導體材料被當做光催化劑，用於水分解。WO₃中的鎢離子由於存在氧缺位元而出現部分的W₆⁺還原成為W₅⁺離子，氧缺位影響三氧化鎢晶型和能級結構，從而影響了光催化性能。非化學計量WO_3-X表現n型半導體行為，禁帶寬度為2.4~2.8ev，這也使得它的光催化性能由於其他的半導體材料。

在波長大於330nm紫外光輻射下，Fe₂⁺/Fe₃⁺電解質體系中，WO₃粉體催化光解水產氧氣速率為1220umol/g/h。420nm可見光輻射下，產氧速率也達到了320umol/g/h。當WO₃中的鎢離子由於存在氧缺位元而出現部分的W₆⁺還原成為W5⁺離子時，發生了電致變色效應，材料的顏色相應地由淺黃色變為淺綠色。通過外部離子和電子對WO₃材料的可逆注入，使得W₆⁺離子和W₅⁺離子相互轉換，在這方面的應用有材料的著色和消色。

三氧化鎢的分子式為WO₃，分子量為231.85。WO₃的分子式相當的簡單，但是它的物理性質卻十分複雜。滿足化學計量比且無任何雜質的三氧化鎢應該是無色透明的絕緣體，但是通常WO₃中的氧的含量並不滿足嚴格的化學計量比，因為在製備中難以控制氧含量，加之其他的複雜因素，所以WO_3-X的型式來表示。1959年，Sawada和Danielson報導了WO₃單晶上進行的電阻率測量的電阻率結果p=1.7×10-1Ω·cm。1983年Sahle 和Nygren報導了WO_3-X（0≤y≤0.28）系列單晶的電導率測量。

隨著對三氧化鎢的電學性質的研究，我們可以發現，對於WO_3-X單晶，其電學性能隨其結構和含氧量的變化可以分別呈現金屬或者半導體。鐵電行為是WO₃材料的一個極為重要的電學性質。WO₃晶體是一種鐵電材料，其鐵電溫度是Tc=-40℃。

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三氧化鎢在納米三氧化鎢經過水熱法以及煆燒處理後得到，其特點是無數條高次對稱軸，且二次對稱軸和對稱面均不多於一個。晶相三氧化鎢具有很強的非均質性，它有3個主折射率。

以Na₂WO₄·2H₂O為原料，DL-蘋果酸為輔助劑，在這個前提下，可以合成包含三維球狀形貌的前驅體（WO_3·xH₂O）。我們發現蘋果酸的加入劑量對WO_3·xH₂O的形貌和結晶相產生了很大影響。由此可以見，氣敏測試表明三個樣品的最佳工作溫度為250℃，並且方狀晶相三氧化鎢表現出最高的靈敏度，主要歸因於其獨特新穎的三維多孔構造。在300℃最佳工作溫度下材料的最低檢測濃度可以達到0.1ppm，材料最佳煆燒溫度確定為500℃，其中WO₃^-樣品對5ppm丙酮氣體的靈敏度達到了7.9；在相對濕度95%條件下，對5ppm的丙酮電阻靈敏度仍有5.72。

在測試不同氣體（例如丙酮、甲醇、乙醇、氨氣等）的氣敏度通過不同工作條件下，晶相三氧化鎢對氣體表現出了很高的選擇性和靈敏度。以Na₂WO₄·2H₂O為原料，分別採用Na₂C₂O₄、Na₂SO₄和H₂C₂O₄為輔助劑，在24小時180℃的水熱條件下制取了六方相一維納米WO₃。結合實驗結果，我們發現溶液中Na⁺、SO₄^-、C₂O₂^-、HC₂O₄^-離子以及H₂C₂O₄對納米WO₃晶體在形核和長大過程中所起的作用，結果表明三種不同的輔助劑對產物的晶系無影響。隨後的氣敏測試表明，Na₂C₂O₄輔助合成的WO₃納米棒在320℃對一定濃度的乙醇表現出最高的靈敏度，主要歸因於其很高的分散度和結晶度。

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製備工藝
當確定製備樣品後，在不同燒結溫度下製備出多個組分配比的樣品，接著用伏安曲線，阻抗譜和介電譜來測量不同組樣品。根據伏安曲線測量資料計算出主要樣品的非線性係數，可得微米三氧化鎢聚乙烯非線性係數比納米三氧化鎢複合樣品好。在複合樣品中，三氧化鎢顆粒含量高的樣品非線性係數較高，並且250℃燒結的樣品的非線性係數高於其他溫度燒結的樣品，最高可達98%。當有機物含量高於80%時，樣品變成絕緣體，製備出來的聚乙烯三氧化鎢材料更具有穩定性。

樣品分析
本實驗仿照常用壓敏電阻的研究方法，計算了勢壘，並且比較了勢壘與非線性係數變化趨勢，對典型的樣品做了微觀形貌和六相結構分析，並將非線性較好的與非線性不好的樣品以及微米顆粒功能體的與納米顆粒功能體的複合樣品做了分析對比，結果表明勢壘變化趨勢與非線性係數一致。

微觀形貌和電學性能的測試結果表明，聚乙烯三氧化鎢材料樣品的非線性與外加電場導致的高電阻晶相向低電阻晶相的轉變有著密切關係。非線性較好的一組典型樣品在加偏壓與未加偏壓下的兩組阻抗譜表明瞭晶界電阻並沒有發生明顯的變化，而且三氧化鎢高聚乙烯複合樣品非線性係數比較高，電阻較低是因為其相結構以低電阻的單斜相為主。

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