鎢合金屏蔽材料在iPad中的應用

iPad的風靡在為全球使用者帶來便利的同時也帶來了潛藏的安全隱患---電磁輻射。現今對於不少家庭來說可謂是人手壹部iPad,有些學校為了改變傳統的課堂教學模式,在引入多媒體教學模式的同時,也將iPad引進課堂,開啟了壹股新的風潮。許多人都知道電子產品是有輻射的,隨著使用時間的持久和電子產品的增多,輻射也越來越強,因此必然會對人們的身體健康造成傷害。長時間暴露在電磁輻射下,會出現偏頭痛、疲勞、失眠等多種癥狀。而在這個現代化的社會中,人們壹直處於各種無線電通信的電磁輻射的包圍之中,輻射是不可避免,然而可以通過壹些有效的方式來減弱輻射的程度。
 
傳統的金屬類屏蔽材料屏蔽阻擋電磁輻射是壹種有效的防護電磁輻射的措施。主要是指利用屏蔽材料將元部件,電路,組合件,電纜或整個系統的電磁輻射源等包圍起來,將各空間區域之間進行金屬的隔離,以控制電場。這種金屬類屏蔽材料主要是由鐵、銀、銅、鋁以及鎳等材料制成。但這些金屬材料都有各自存在的不足和缺陷,而利用鎢合金屏蔽材料制作iPad屏蔽殼既可以較好地解決電磁輻射的問題,由於鎢合金具有無磁性、耐磨、良好的延展性和高密度等等的特性,也起到了環保的作用,符合當代人們環保的觀念。鎢合金屏蔽材料相對於其他金屬材料來說,鎢合金也更為環保,不會在使用的過程中產生其他的問題。
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為什麼摻雜三氧化鎢陶瓷

三氧化鎢為一種常用的金屬陶瓷,金屬陶瓷具有密度小、硬度高、耐磨、導熱性好,兼有陶瓷和金屬的優點,金屬陶瓷既具有金屬的韌性、高導熱性和良好的熱穩定性,又具有陶瓷的耐高溫 、耐腐蝕和耐磨損等特性。三氧化鎢陶瓷不僅具有一般金屬陶瓷的特性還具有壓敏特性,研究者為了提高三氧化鎢陶瓷的壓敏特性,一般會選擇摻雜的方式,合適的添加摻雜物對陶瓷優良壓敏特性的形成起了關鍵的作用。一般情況會下壓敏陶瓷中添加摻雜元素主要要以下三個目的:
 
(1)三氧化鎢陶瓷燒結性能差,摻雜的方式能改變三氧化鎢陶瓷燒結性能,達到助燒結目的,沒有摻雜燒結三氧化鎢陶瓷不能緻密化。例如,低熔點金屬氧化鎢能在三氧化鎢陶瓷燒結的過程中形成液相來促進三氧化鎢陶瓷的緻密化。(2)三氧化鎢陶瓷之所以存在壓敏特性,是因為晶粒內部與外表面存在不同的缺陷,使得內外電阻率不同,通過控制摻雜元素的種類、摻雜量等間接控制缺陷的種類與分佈,缺陷對壓敏特性其至關重要。(4)摻雜元素能控制晶粒生長的情況,調節壓敏電壓大小。Bi、Co、Sb和Pr等過渡金屬是能顯著地改善陶瓷結燒性能與壓敏性能的摻雜元素。
 
摻雜Bi2O3和Pr6O11可以有效地提高三氧化鎢的燒結性能但是為了能獲得高緻密性以及壓敏特性優良的三氧化鎢陶瓷,需要在其基礎上,進一步尋找合適的摻雜元素來提高三氧化鎢陶瓷的壓敏特性。
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三氧化鎢陶瓷壓敏特性2/2

三氧化鎢陶瓷壓敏特性明顯不同于傳統的壓敏陶瓷(如ZnO與SnO2基陶瓷),傳統壓敏陶瓷之所以產生壓敏行為是由晶界摻雜的元素作用形成勢壘。而三氧化鎢陶瓷的壓敏行為可解釋為:晶粒表面發生氧化作用形成勢壘。這種勢壘主要起源於燒結陶瓷過程中晶粒內部與表面熱處理後溫度下降時間與氧含量情況不同造成晶粒表面與內部存在不同的缺陷,使得晶粒表面與晶粒內部形成巨大的電阻值差異。因此三氧化鎢陶瓷晶粒表面與內部形成一個結,外加電場時,電子穿過該結時會形成勢壘,導致三氧化鎢陶瓷出現壓敏行為。
 
當三氧化鎢陶瓷經過高溫淬火,晶粒的內部與外表面的缺陷受熱後會被迅速降溫,此時可以認為晶粒內外部缺陷與高溫時差別不大,所以三氧化鎢陶瓷電阻率極低卻不存在壓敏行為。在氮氣中對三氧化鎢陶瓷進行熱處理也能使其無壓敏行為,三氧化鎢陶瓷內外缺陷主要是由於與氧氣發生氧化反應而形成。在氮氣中熱處理缺失氧氣,無法發生氧化反應,晶粒表面與內部電子值差異小;而在空氣或氧氣中熱處理的三氧化鎢陶瓷,晶粒表面發生氧化反應形成高阻抗,三氧化鎢陶瓷具有壓敏特性。正是由於三氧化鎢晶粒內外巨大的電阻值差異,在晶界中形成電子勢壘,所以三氧化鎢陶瓷才具有非線性(壓敏特性)。
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三氧化鎢陶瓷壓敏特性1/2

三氧化鎢陶瓷是一種具有低的壓敏電壓、良好的介電特性以及較低的介電損耗的低壓壓敏材料,同時也因為其具有簡單的化學組成成分和微觀結構,被作為理想的壓敏特性材料而受到關注。早在1994年的時候三氧化鎢陶瓷的壓敏特性就被Makarov等人發現,但是三氧化鎢陶瓷的電學穩定性沒有得到改善,壓敏係數也低於傳統摻雜的ZnO與SnO2基的壓敏陶瓷,因此三氧化鎢陶瓷想要得到廣泛的應用,其壓敏特性還必須進行一步的改善。從此以後研究者為了提高其壓敏特性,展開大量的研究工作,其中最為重要的方式為通過摻雜其他元素來提高其壓敏特性。
 
經過Markaov以及羊新勝等許多研究者做了相關實驗與研究發現:使用多種稀土元素來作為摻雜元素,無法明顯地改善三氧化鎢陶瓷的壓敏特性和電學穩定性,後來早期的研究者得出了:摻雜對三氧化鎢陶壓敏特性無明顯改善。但是卻有些研究表明:摻雜Sb2O3、Mn2O3、Cr2O3這些過渡金屬氧化物,能使ZnO與SnO2基的壓敏陶瓷得壓敏性能與緻密性得到改善,而在三氧化鎢陶瓷中摻雜以上元素後其壓敏特性卻無明顯作用。根據上述結果可以得出一種假設:ZnO與SnO2基的壓敏陶瓷與三氧化鎢陶瓷有著不同的壓敏機理?
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三氧化鎢電致變色與氣敏性應用2/2

三氧化鎢作為電致變色顯示材料(EC display)。早期EC顯示的電子鐘和電子錶,其使用壽命與迴圈次數為主要的缺陷,通過採用三氧化鎢作為電致變色顯示材料可製備出迴圈次數可達到5百萬次,刷新時間為一秒以內的顯示器件,雖然氧化鎢作為電致變色顯示材料存在不能快速刷新的問題,但是三氧化鎢變色材料在仍在EC顯示上獲得應用。
 
气敏传感器
如果增大氣敏材料與被探測氣體的有效接觸面積不僅能得到更高的靈敏度,而且更大的接觸面積具有更好的散熱,能減少工作溫度的變化,避免工作溫度變化過大影響氣敏材料的靈敏度。通過減少氣敏材料的晶粒尺寸,使晶粒納米化是增大氣敏材料的有效工作面積的主要方式之一,而納米級的三氧化鎢具有非常高的靈敏度,甚至在低溫情況下也具有較好的靈敏度。
 
同時研究者們也相繼發現了三氧化鎢對多種氣體,如臭氧與有機物揮發性氣體都具有良好的氣敏特性。
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三氧化鎢電致變色與氣敏性應用1/2

三氧化鎢是一種金屬氧化物半導體材料,也是一種特殊的功能材料,經研究發現其因為其晶體結構的多樣性使三氧化鎢具有電致變色、氣致變色、光致變色、光學催化劑、氣敏材料等性能。本文將結合一些實例來說明三氧化鎢電致變色與氣敏性在生活中的應用。
三氧化钨电致变色应用
三氧化鎢的電致變色性能,可在航太領域中作為航天器的熱塗層材料。三氧化鎢電致變色器件可通過改變外加電場的電壓方向改變離子的抽出與注入情況,器件中電致變色層的顏色也會相應發生改變,從而改變器件對光的反射率(透射率)。航天器中如果採用三氧化鎢電致變色器件作為熱塗層材料,能通過改變外加電場,控制熱塗層對紅外光線的反射率,從而控制裝置內的溫度。這種技術依靠的是運用材料自身的特性來調節塗層對紅外光線的反射率的大小,不需要很復發的電氣控制或者機械傳統部分,能使航天器的控溫系統具有輕品質、低能耗、可靠性高等特點。對於航天器上部分熱敏感器件可以採用直接覆蓋電致變色膜的方式來對其熱量實現更好的控制。三氧化鎢電致變色能通過對外加電場的改變來調節其對紅外光的反射率,同樣的道理,三氧化鎢還能製成紅外隱身塗層材料,實現飛機的紅外隱身。
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納米鎢銅合金電極的研究

鎢粉和銅粉的粉末粒度以及均勻性在一定程度上會影響鎢銅合金電極的燒結效果,粉末粒度的減小會使得材料的各項綜合性能,如密度、硬度、導電導熱性得到極大的改善。傳統意義上的粉末冶金方法(Powder  Metallurgy, PM),其採用金屬粉末(或金屬氧化物粉末)作為原料經壓制燒結工藝所得到的複合材料的粉末粒度大多較粗。而相比之下,納米鎢銅材料具有較高的表面能,在燒結的過程中原子的運動以高介面能為驅動力,使得介面中一些微小的孔隙發生進一步收縮,防止了孔隙的擴散。因此對納米鎢銅合金的研究有利於實現較低溫度下燒結緻密化的進行。

雖然納米鎢銅合金的製備工藝大體上看起來與傳統粉末冶金工藝相類似,也是分為制粉備料-壓制成型-燒結三個工藝流程,但是納米顆粒所具有的特殊性也使得納米鎢銅合金的製備與傳統方法間存在一定的區別。總的來說,目前較為常見且應用較多的納米鎢銅合金製備方法研究有溶膠-凝膠法(Sol-Gel)、機械合金化(Metal Alloying, MA)、機械-熱化學工藝合成以及霧化乾燥等。

機械合金化(Metal Alloying, MA)是採用高能球磨機,將一定配比的鎢銅混合粉末球磨較長的一段時間,可得到粒度接近於20nm-30nm顆粒度的納米粉末。再將製備好的納米粉末壓制生坯,在氫氣H2的氛圍下燒結一段時間,便可得到具有較高相對密度的納米鎢銅合金。

所謂的溶膠-凝膠法(Sol-Gel)是採用含高化學組分的化合物作為前軀體,在液相下將這些原料均勻混合、水解、縮合等反應,在溶液中形成穩定的透明溶膠體系溶膠經陳化膠粒間緩慢聚合,形成三維空間網路結構的凝膠,凝膠網路間充滿了失去流動性的溶劑,形成凝膠。凝膠經過乾燥、燒結固化製備出分子乃至納米亞結構的材料。在目前的學術領域,已有研究人員通過此方法成功製備了高性能的鉬銅和鎢銅粉末,但是這種方法也存在一定的缺陷,如在氫氣還原的過程中難以控制雜質和水蒸氣的含量,而這些問題的存在將給後續的燒結工藝帶來一定的影響。

鎢銅合金電極

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稀土市場大體持穩,整體情緒偏向觀望

今日稀土市場大體持穩,鐠釹鏑鋱類報價下滑幅度較小。上周三大集團舉行國儲磋商會議,現時暫未有利好釋放,但六大集團限產限售影響或開始顯現,下游反映市場貨源有所减少,但整體情緒仍偏向觀望。
 
今日報價如下
 
氧化鑭廠家含稅價9600-11700元/噸。
氧化鈰主流廠家含稅價9600-10700元/噸。
氧化鐠主流廠家含稅價305000-315000元/噸。
氧化釹250000-260000元/噸。
氧化鐠釹主流廠家含稅262000-265000元/噸。
鐠釹金屬主流廠家含稅價334000-338000元/噸。
螢光級氧化銪主流廠家含稅價600-650元/千克。
螢光級氧化鋱主流廠家含稅價2430-2440元/千克。
氧化鏑主流廠家含稅133-135萬元/噸。
鏑鐵廠家含稅價137-139萬元/噸。

 

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鎢精礦價格小漲,大企業持續限售

鎢精礦價格小漲,大企業持續限售;鉬市持穩運行,礦山復工率不高。
 
鎢市場行情:大企業持續限售、且大企自己的鎢品冶煉廠家還對外採購鎢精礦,致使鎢精礦現貨市場貨源更緊張,鎢精礦價格或繼續呈小漲態勢。
 
鉬市場行情:原料上漲,市場持續平穩運行,然而當前的行情仍不足以彌補礦山整體損失,鉬精礦供應偏緊,市場難以短期迅速填補市場所需,礦山實際復工率不高,當前依靠小範圍的生產和前期庫存維持,而不願加大生產力度。所以近期鉬原料和鉬鐵仍有上漲空間,下游鉬化工、鉬製品受成本上漲影響亦會緩步跟漲。
 

 

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APT結晶與粒度控制

APT工藝的現代方法是使用高純APT取代鎢酸,借助於鎢酸銨溶液的熱不穩定性,溶劑中氨易於氣化的特點,用快速加熱、劇烈攪拌的方法,使溶劑與溶質間的平衡發生破壞,呈過飽和狀態,APT從鎢酸銨溶液中經成核,晶體生長而結晶出來。與鎢酸和酸沉APT相比晶體生長向固體化合物的轉移過程要慢得多,但晶體無夾雜和很少吸附雜質且結晶易於過濾洗滌,產品純度高。
 
目前,國內外APT的生產多採用沸騰蒸發,國外多傾向於採用強制迴圈蒸發結晶,也有採用大槽罐生產粗晶APT的,但粒度分佈廣,大小不一,複晶較多。
 
本文敘述的方法是在小罐體中進行試生產,APT粒度均勻粒度粗,如適當增加罐體體積,在國內常用的(2-3m3)搪瓷罐體中,按上述控制方法可生產45-50μm的粗顆粒APT。
 
眾所周知,每一種晶體都在一定的溫度和壓力範圍內穩定,有一定的蒸汽壓和溶解度,人為設法增強溶質在溶劑中的自由能強化液體分子間的擴散與對流作用,使溶質與溶劑間的相平衡發生破壞,呈過飽和狀態,並迅速加入溶質的細晶源,即晶體誘發成核,大量瞬間形成的晶核,在結晶過程中隨時間的推移,游離氨的氣化,介隱區的形成而慢慢長大。為保持晶體均勻長大,適當控制溶劑的蒸發量或按一定流速補加鎢酸銨溶液,長時間維持晶體長大的介隱區,這樣結晶出的APT粒度均勻,顆粒度大。並可按工藝要求選擇罐體參數、控制溶液的蒸發速度、補加溶液速度和加量、晶體加入量和加入條件等工藝參數來生產不同粒度的APT。在1m3搪瓷反應罐中,WO3含量為280-350g/L的ATP溶液,晶種加量1.2%,補加溶液速度0.3L/min,所得APT粒度可由20μm上升到44μm,假比重由2.2上升到2.72g/cm3.APT典型篩分析,粒度分佈舉例如表所示。
 
APT篩分析粒度分佈舉例
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2024年1月份贛州鎢協預測均價與下半月各大型鎢企長單報價。

 

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龍年首周鎢價開門紅。

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