鎢業新聞

三氧化鎢薄膜的摻雜

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-06, 週五 08:47

三氧化鎢薄膜摻雜不同的元素後會明顯地改善其某些特性，例如提高薄膜對某種氣體的靈敏度和選擇性等。三氧化鎢薄膜摻雜一般都是向三氧化鎢溶膠中摻入金屬離子或者以三氧化鎢薄膜作襯底來濺射稀有金屬，如Pt，Au等。金屬離子都是以其氧化物或相應的金屬鹽的形式加入的，其中有LiN03, RbCl，CsCl，Bi(N03)3，AgN03，其餘皆為金屬氧化物。摻入不同的金屬離子添加劑，製成的氣敏元件特性會有明顯的不同。摻鈀或鉑後大大提高對氫氣的靈敏度，摻鋰後三氧化鎢薄膜的電致變色性能得到很大改善尤其是加快了著色時間和褪色時間，摻雜銀可以提高三氧化鎢薄膜對二氧化硫氣體靈敏度。

S.Sekimoto等製備的光纖氫氣感測器使用摻雜了鈀或鉑的三氧化鎢薄膜作氫敏元件，測試結果

表明加入鈀或鉑可以提高薄膜對氫氣的靈敏度，而且加入鈀或鉑可以縮短回應時間，尤其是摻鉑回應更快速。YasuhiroShimizu等在三氧化鎢薄膜中摻雜了1.0%的Ag有效地提高了在450℃下對SO2的靈敏度和選擇性。C.O.Avellaneda等製備了摻雜15%Li 的三氧化鎢薄膜，研究表明該摻雜薄膜的電致變色機理與未摻雜的三氧化鎢薄膜相同，但未摻雜的薄膜著色和褪色時間都要長一些。C.N.Xu等在三氧化鎢薄膜中摻雜了Au和三氧化鉬以提高三氧化鎢薄膜對NH3的選擇性。

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鎢合金的微合金化研究（一）

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-06, 週五 08:45

鎢金的強化機制主要有固溶強化、彌散強化、沉澱強化和介面強化等。固溶強化的元素主要有Re， Me， Nb， Ta， Ir等。鎢合金中的Mo， Ta， Re， Nb， Hf， V和Cr等元素具有與W相同的體心立方晶格；它們可以固溶於W，也可以在一定程度上固溶于粘結相中，從而達到對鎢基重合金的固溶強化，其中Hf的強化作用最大，其次為Ta，Nb和Re。

彌散強化包括直接強化和間接強化，直接強化主要來源於位錯與彌散顆粒的相互作用，而間接強化主要是由於高密度位元錯網組成的亞晶粒相互作用提高合金的強度。介面強化主要是優化晶界（提高晶界強度或減少雜質在晶界的偏聚），而且若在介面上形成固溶體，可增強介面結合力和提高材料強度。

另外，由於具有良好的介面，粘結相可通過介面將應力傳遞給鎢顆粒，可有效的減輕粘結相的承載力，使粘結相和基體協調變形，減少沿晶裂紋的發生，從而提要材料的強度。沉澱強化方法有抑制沉澱相析出強化，第二相析出強化和鎢彌散強化3種。抑制沉澱相析出是改善和提高鎢合金性能的有效方法，一般採用固溶+淬火的熱處理工藝來避免沉澱相析出，同時抑制雜質元素在介面上偏聚，以獲得較潔淨的鎢／基體介面。

在W-Ni-Fe高密度合金中添加少量Co可增強基體相對鎢顆粒的潤濕性，使鎢顆粒表面更加圓滑，更加有利於塑性變形，更能提高合金的鎢顆粒與基體相之間的介面結合強度，從而提高合金的強度和延伸率。同時，加入的Co，在液相燒結的初期，優先與鐵和鎳形成熔點低、流動性好的共晶，很好的促進組分原子在液相中擴散，從而加速液相燒結的進程、細化合金的顯微組織。

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三氧化鎢薄膜材料製備及其性能（二）

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-05, 週四 19:52

（二）蒸發法

利用物質在高溫下的蒸發現象，可以製備各種薄膜材料。蒸發法具有一些明顯的優點，包括較高的沉積速度、相對較高的真空度，以及由此導致的較高的薄膜純度等。蒸發法包括蒸發冷凝法、電子束蒸鍍法、電弧蒸發法、鐳射蒸發法、空心陰極蒸發法、熱蒸發法等等，其中熱蒸發法是使用比較多的方法之一。

有學者採用熱蒸發法製備三氧化鎢電致變色薄膜，以純度為99.99%的鎢粉為蒸發物質，抽真空至6～10mbar，蒸發速度用石英厚度監測儀和速度控制器控制在0.4nm/s，得到的薄膜樣品的厚度為500nm左右，將薄膜樣品在350、385、390、400、450℃下進行熱處理，性能測試的結果表明在390℃薄膜開始由無定形態向晶體轉變，在450℃完全轉變為晶體結構，並分別測試了無定形和晶體薄膜的光學性質和結構。還有學者採用熱蒸發法在三氧化二鋁單晶薄膜上沉積三氧化鎢薄膜，厚度約為40nm，薄膜分別在氧氣和空氣中進行退火處理，退火溫度為460℃，時間為25min，在氧氣或空氣中進行退火處理後，薄膜的表面形態，顆粒大小等都發生了較大的變化。蒸發法製備的薄膜純度高、顆粒分散性好。通過改變、控制氣氛壓力和溫度，可制得顆粒尺寸不同的納米薄膜，適合合成熔點低、成分單一物質的薄膜或顆粒。但該法成本高，不適宜製備大面積薄膜。

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三氧化鎢薄膜材料製備及其性能（一）

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-05, 週四 19:47

目前製備三氧化鎢薄膜的方法有：蒸發法、濺射法、溶膠凝膠法、電子束蒸發法、化學蒸氣沉積法、陽極氧化法、電沉積法、脈衝准分子鐳射、沉積法、離子鍍法等。由於很多方法技術複雜、工藝條件苛刻，因此其應用受到限制。目前使用較多的是蒸發法、磁控濺射法、溶膠凝膠法等，濺射法具有穩定、方便、快速、薄膜均勻等優點，蒸發法也具有快速、穩定、薄膜純度高的優點，但都存在儀器龐大、昂貴的問題，所以很多小型實驗室採用儀器簡單、成本低、易大面積成膜的溶膠凝膠法。

（一）濺射法

濺射法是指荷能粒子轟擊固體表面(靶)，使固體原子(或分子)從表面射出，並沉積到襯底或工件表面形成薄膜的方法，屬於物理氣相沉積的一種。濺射法又分為直流濺射、射頻濺射、磁控濺射、反應濺射、中頻濺射與脈衝濺射、偏壓濺射、離子束濺射等。其中磁控濺射技術因具有沉積速度較高、工作氣體壓力較低等獨特優越性，成為應用最廣泛的一種濺射沉積法。

用濺射法製備納米薄膜材料有以下優點:1)可製備多種納米金屬, 包括高熔點和低熔點金屬;2)能製備多組元的化合物納米薄膜材料;3)製備參數易控制、粒徑較均勻。

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三氧化鎢薄膜

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-05, 週四 19:38

氣敏感測器最重要的組成部分之一就是氣敏元件。感測器的靈敏度、選擇性很大程度上依賴於氣敏元件的性能，一般的氣敏元件都是薄膜材料。對三氧化鎢薄膜的研究20年前就已開始，大多數是對電致變色、光致變色、電化學、氣敏性等性能的研究。

對於氫敏感測器而言，三氧化鎢薄膜具有巨大潛力，當三氧化鎢與氫氣接觸後最直觀的變化就是薄膜由透明變為藍色，同時可以用各種光學儀器測得薄膜光學性能發生了相應變化，所以三氧化鎢薄膜是較好的氫敏材料，在摻雜一定的稀有金屬後能大大地改善三氧化鎢薄膜的氫敏特性，例如摻雜鈀、鉑等。三氧化鎢薄膜不僅能用作氫敏感測器，摻雜不同元素後在不同的條件下還可用作其他氣體如NH4、NO2、H2S、O3、O2等的敏感材料。

三氧化鎢薄膜材料是一類應用非常廣泛的功能材料，具有十分廣闊的應用前景。該材料可用於電致變色顯示、電致變色靈巧窗以及電致變色無眩反光鏡等。在不同的應用領域，對電致變色薄膜材料的各項性能有不同的要求。

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製備納米三氧化鎢-一維納米結構（三）

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-05, 週四 19:34

（5）其他形貌的納米三氧化鎢

除上述幾種常見的納米形貌以外，近幾年人們還製備出特殊和混合物形態的納米結構。其目的是通過形貌改善和結構設計來提高納米WO3氣敏材料的靈敏度和選擇性。有學者採用水成法製備出了WO3•H2O納米塊及花狀納米結構，通過改變H2C2O4/NaWO4的比例來控制WO3•H2O納米結構。當H2C2O4/NaWO4為0.25 ：1時，可制得平均尺寸為150nm，厚約25nm的方塊，當H2C2O4/NaWO4達到1.5:1時，納米方塊開始聚集形成花狀，反應時間和乾燥溫度不同，花狀納米結構也不同，圖(a)為反應1小時，乾燥溫度為90℃制得的WO3花狀納米結構。還有些學者通過Na2WO4•2H2O的酸化得到WO3納米薄片，再通過水熱法製備出了單斜WO3納米方塊，厚約97nm，如圖(b)所示。由氣敏測試結果表明，WO3納米方塊對NO2的檢測濃度可低至40ppb。

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松木車鎢合金圓盤配重

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-05, 週四 19:33

松木車用鎢合金圓盤密度比鉛高1.7倍，因此一樣重的圓盤配重鎢合金圓盤配重要比鉛的小。按重量通常分有2.8盎司、3.6盎司、3.8盎司以及4盎司的規格。松木車用鎢合金圓盤的直徑通常為0.38cm，厚度為0.52cm。厚度越大其重量越大。可以更好使用鎢合金圓盤對松木車重量進行微調。更高的重量更方便進行松木車重量的微調。此外，鎢合金無毒無污染，適合兒童使用。鎢合金圓盤是松木車配重件常用的。

松木車鎢合金圓盤配重

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鎢樹脂遮罩件與鉛遮罩件對比

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-05, 週四 19:31

射線遇到物質時會和物質產生相互作用，結果導致射線的強度變弱，這個變弱的程度和物質的原子序數和密度有關系，原子序數越大、密度越大，使射線衰減的能力越強。理論上，用任何物質都可以去遮罩射線，但用量不同。

鉛的原子序數和密度較大，可以用於遮罩射線的物質。但鎢樹脂更適合用於遮罩件的製作，因為鉛密度比鎢樹脂小多（鉛的密度為11.34g/cm3, 鎢樹脂的密度為12g/cm3），遮罩性能比鎢樹脂差，且鉛是有毒的，危害環境和人類的身體健康，所以鎢樹脂遮罩件逐步取代了鉛遮罩，成為遮罩件的最佳選擇。

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製備納米三氧化鎢-一維納米結構（二）

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-05, 週四 19:30

（3）納米管

國內學者採用溶膠-凝膠法以AAO為範本製備出了高度有序的WO3納米管陣列，其管壁很薄，壁厚約為10nm，直徑為100nm ，與範本孔徑一致，如圖3所示，研究中還發現可以通過浸泡時間來控制WO3納米管的壁厚。等採用簡單的熔鹽法在600℃製備了WO3一維納米管狀結構，其外徑為100 ～200nm，內徑為30～50nm，長度為十幾微米。其氣敏性能測試結果表明，元件對乙醇，丙酮和汽油呈現出了很明顯的選擇性和規律性。其中，在340℃時元件對丙酮的靈敏度(Ra/Rg)達到最高值，為32.7。

（4）納米帶

國內學者以Na2WO4、K2SO4 和H2C2O4 為製備材料，採用兩步水熱法合成了六方相WO3 納米帶。此研究中得到的納米帶形貌保持較好，寬度在100 ～300nm 間，很薄，長度達到微米級，且納米帶長軸為[001] 方向，水熱處理前驅物納米帶生成六方相WO3 納米帶的反應溫度和時間分別為180℃和48h。Wei WU等人在沒有使用催化劑的情況下採用化學氣相沉澱法（CVD）在矽片上制取了正方結構的WO3 納米帶，其寬度範圍在50～100nm 之間，長度達數十微米，沿[001] 方向生長，如圖4 所示。

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鎢樹脂密度及衝擊性能關係

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-02-05, 週四 19:26

鎢樹脂密度及衝擊性能關係是隨著密度的增加，鎢樹脂遮罩複合材料對衝擊強度依次降低，但密度較低時衝擊強度的降低幅度較緩。密度在8.8-11.0g/cm3時增加基本呈線性降低，這是由於隨著鎢金屬顆粒含量的增加，介面處的空隙也呈線性增加，而密度為11.8g/cm3的複合材料衝擊強度下降幅度較大，這是由於鎢粉含量過高，其他高分子物質已不能完全包裹鎢金屬顆粒，使得介面處的空隙大幅增加，因而衝擊強度急劇下降。綜合來看，密度11.0g/cm3複合材料衝擊強度下降幅度較小，在可接受的範圍之內。

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