硬質合金棒材模壓工藝

硬質合金棒材模壓工藝包括水準方向壓制和垂直方向壓制。

水準方向壓制：
首先，將模具的兩個衝壓機做成圓形棒材的形狀，然後將粉末在兩個衝壓機之間擠壓。這種工藝生產出來的棒材長度很容易受到模具和擠壓機器的規格的限制。由於兩個衝壓機對粉末的壓力不均，由此毛坯容易產生縫隙，並且難以閉合。同時這也會導致鈷濃度增加的可能性，由此製成的硬質合金棒材會產生裂縫並且不能被修復。

垂直方向壓制：
壓制方法和水準方向壓制法相似，垂直方向壓制制出的硬質合金棒材同樣受到模具和擠壓機器的限制，在垂直方向很難被取出。


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硬質合金棒等靜壓工藝

硬質合金棒等靜壓工藝是一個品質守恆的成形過程。細小的金屬粒子被放在一個可變形的模具中，模具中同時加入了高壓的氣體或液體。緊接著這些物質被放在一個燒鑄爐中燒結，聯結金屬粒子，從而增加棒體的強度。這個生產過程可以生產出各種形狀的硬質合金棒。

熱等靜壓工藝在900華氏度至2250華氏度下同時對物體進行壓制和燒結。由於氬氣是一種惰性氣體，因此成為熱等靜壓工藝中最常用的氣體，防止操作過程中不同物質發生化學反應。

冷等靜壓工藝運用液體在常溫下增加爐內壓強。燒結過程是必不可少的。液體成為了一個中間媒介，可以幫助在密封的塑膠容器中分散壓力。


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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。

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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行為。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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三氧化鎢作為光催化劑在降解有機和無機材料方面有著廣闊的應用前景。以APT 和H₂WO₄為原料經過固相法燒結製備出來的WO_3-X光催化劑的效能是不一樣的，在高溫條件下以APT為原料制得六方相WO_3-X光催化劑效能更好。

但是實驗證明，以H₂WO₄為原料運用水熱晶化法制得的WO_3-X是六方相的，氧指數為2.50，光催化分解水性能得到大大的提高。在水熱晶化法中，原料會隨著發生溫度的提高，發生變化。隨著溫度的增加，產物會從WO_3-X．0.33H₂O轉變為六方WO_3-X在隨著溫度發展轉變為單斜WO_3-X。一開始WO_3-X的光催化會隨著溫度的提高變好，但是隨著六方相WO_3-X慢慢轉變為單斜WO_3-X，它的光催化分解水性能也慢慢的減少。從中我們可以隨著氧指數的逐漸減少，WO_3-X的光催化分解水速率先升高，達到極限後又急劇下降，即WO_3-X的光催化性能存在最佳氧空位含量。當氧指數在2.44~2.50時，其光分解速率較大。因此六方相WO_3-X有利於提高WO_3-X光催化分解水性能。

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光催化是用於將水分解成氫和氧的催化劑。三氧化鎢中的鎢離子由於存在氧缺位元而出現部分W⁶⁺離子還原成W⁵⁺離子，氧缺位是決定三氧化鎢光催化性能的主要原因。但是由於鎢氧化價態變化大，含氧量難以確定，結構相變多和電學性質複雜等原因不同晶型的光催化性質一直不能確定。

經過專家多次試驗後發現，用APT經固相法製備的WO_3-X光催化劑，主要是由單斜相組成，它的光催化分解水性能較差。但是改變反應條件之後，它的光催化性能就能大大提升。例如當在溫度600℃的條件下加熱4小時會產生六方相WO_3-X，六方相WO_3-X的光分解水析氧速率最高。用H₂WO₄經固相法製備的WO_3-X光催化劑均為單斜相。且溫度對於光催化性能的改變不大。所以運用H₂WO₄製備的WO_3-X光催化的性能不如用APT在600℃溫度下製備的WO_3-X的光催化性能好。

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運用不同功率的激光輻射研究氧化鎢納米線發現，隨著鐳射功率的不斷增大（0.72mw~20mw），氧化鎢納米線的拉曼光譜發生了一些明顯變化，當鐳射功率很低的時候，納米顯得拉曼信號不強。資料上的峰形和峰值變化也不大。隨著功率的增大，拉曼信號也隨之增強。當鐳射功率增大到一定的強度時，氧化鎢和周圍空氣中的氧發生反應形成三氧化鎢。此時的三氧化鎢是單斜相的。當鐳射功率下降到3mw的時候，拉曼峰已經不能恢復到低鐳射功率時候的峰值，這說明這個氧化過程是不可逆的。隨著鐳射功率的再一次增大，三氧化鎢納米線由單斜相向正交β相過渡，通過改變鐳射功率發現，從單斜相到β相這個過程是可逆的。鐳射功率對氧化鎢納米線的結構產生了影響，首先是氧化鎢納米線被氧化成了三氧化鎢，經歷了相的變化。這時加大鐳射功率發現相的變化是可逆的。

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熱蒸發法是一種氣相沉積法，它具有高效率的特點。採用熱蒸發法製備氧化鎢納米線的具體過程是首先將熱蒸發的本底真空度設為10^-1Pa，工作強壓設為10Pa，蒸發時間為15min。

再將鎢粉放入爐子中的鎢丹上，將矽片水準放置與鎢丹的附近。然後通入惰性氣體進行吹掃氬氣，掃除的流量設為70sccm。最後加熱鎢丹，鎢粉受熱氧化成氧化鎢，在矽片上沉積並長出納米線，蒸發的溫度分別設置為975℃、1000℃、1025℃、1050℃，矽片溫度保持在550。經過專家研究發現，氧化鎢納米線的生長存在一定的規律，隨著蒸發溫度的升高，矽片表面的蒸氣濃度也會變大，過飽和度升高，形核數增加，氧化鎢納米線的直徑增加，高度則先增後減，溫度過高時晶向取向性降低。而矽片溫度的升高，矽片上的氧化鎢蒸氣分子的活性變大，氧化鎢納米線的結晶速度加快，高度也增加了。可見要製備不同形貌的氧化物納米線可以通過控制蒸發源和矽片溫度。

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超聲化學法是一種製備特異性能納米材料的有效方法。它是將物理方法與化學方法有機結合起來的一種方便、有效、安全的技術，已發展成為一種材料合成、處理的重要方法，引起了人們極大的興趣和高度重視。

且隨著納米氧化鎢粉的應用逐漸廣泛，人們認識到納米氧化鎢粉體中顆粒團聚問題會影響粉末的性能。所以在製備氧化鎢納米粉體的過程中除了要注意鎢酸納米粉體對後期氧化鎢納米粉體粒度的影響外，如何控制納米氧化物粉體增大也是一個關鍵問題。所以在運用超聲化學法的同時輔助加入表面活性劑不僅可以改善化學反應的微環境，還可以通過在溶液中形成膠束作為合成納米材料的範本。採用以上工藝，在500℃的溫度條件下，將鎢酸煆燒3小時，可以獲得較理想的納米氧化物粉體材料。且此方法具有成本低、簡單方便等優點。

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鎢有四種穩定的氧化物：黃色氧化物（WO3），藍色氧化物（WO2.90），紫色氧化物（WO2.72）和棕褐色氧化物（WO2）。其中二氧化鎢的分子式是WO2，分子量是215.85。它是棕色單斜晶系粉末狀晶體，密度是10.9~11.1g/cm3，熔點1500～1600℃，沸點1730℃。不溶于水、堿溶液、鹽酸和稀硫酸中，但溶於H2SO4,生成紅色鹽。易被硝酸氧化成高價氧化鎢。在惰性氣體中易歧化，生成金屬鎢和三氧化鎢。二氧化鎢也是製造鎢粉和三氧化鎢的原料。二氧化鎢在空氣中很快地被氧化成三氧化鎢，在氧化氮中加熱到500℃時變成藍色氧化物。在1020℃時，二氧化鎢可被碳還原成金屬鎢。 在250~300℃時，用氫氣或一氧化碳還原三氧化鎢、以及在真空中把三氧化鎢加熱到200~250℃時，都可得到粉末狀的紫色氧化鎢（WO2.72）。 二氧化鎢的制法是將摩爾比 為1:2的鎢粉和WO3混合,並在真空條件下加熱至 950℃,或在900℃條件下用帶有飽和水蒸氣的H2氣流還 原WO3可制得。

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