棕色氧化鎢的製備及其用途

棕色氧化鎢一般的工藝過程是將仲鎢酸銨在500℃左右的空氣中焙燒成三氧化鎢,或在450℃左右的氫氣中輕微還原成藍色氧化鎢。
 
製作白熾燈燈絲的鎢絲需要在三氧化鎢或藍色氧化鎢中摻入少量的氧化鉀、氧化矽和氧化鋁,三者用量總和不超過1%,這就是巴茲在1922年發明的鎢絲摻雜工藝。經過摻雜處理的鎢的氧化物用氫氣還原成金屬鎢粉。還原過程一般分兩步進行:第一步在630℃左右還原成二氧化鎢(棕色氧化鎢),第二步在820℃左右還原成金屬鎢粉。兩步還原的目的是使摻入的鉀充分發揮作用和控制粉末粒度。這樣取得的摻雜鎢粉再在一種特製的模子中壓制成細長的方條。把方條在氫氣中通電,用自電阻加熱(溫度達3000℃左右)的方法進行燒結,燒結後鎢條的密度可達到理論值的85%以上。這種鎢條便可以用旋鍛方法加工成直徑為3mm左右的鎢杆,然後進一步用模子拉拔的方法加工成各種不同粗細的鎢絲。例如220V、15W的白熾燈用的鎢絲直徑約為15µm,而10000W的溴鎢燈用的鎢絲直徑約為1.25mm。更細的鎢絲如220V、10W的白熾燈鎢絲直徑約為12µm,則要採用電解腐蝕的方法來製作。
 
 
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黃色氧化鎢

黃色氧化鎢,是鎢的一種氧化物。黃色氧化鎢外觀呈黃色粉末狀。
 
黃色氧化鎢兩種不同的顆粒大小不一,呈現出不同的顏色。當黃色氧化鎢的晶體尺寸約為1.5um,顯現為黃色。當黃色氧化鎢晶體尺寸約為15um,顯現為綠色。雖然外觀顯示不同,但特性是類似的。
 
黃色氧化鎢(WO3)呈黃色或亮綠色。黃色氧化鎢是細碎的黃色晶體粉末狀。氧化鎢被用於生產金屬鎢粉或複合陶瓷顏料。
 
化學分子式:WO3-x
外觀和特性:黃色粉末,常溫下性質穩定。
物理特性:產品通過80目篩網
松裝比重:2.3~2.8g/cm3
包裝:鐵桶內襯塑膠袋,每桶淨重100千克或200千克。
 
 
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二氧化鎢(WO2)產品的製備及用途

二氧化鎢產品的製備:
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可得。
 
二氧化鎢產品用途:
製造鎢粉和三氧化鎢的原料。
 
 
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鎢橡膠高爾夫配重

鎢橡膠減少並改善了通常情況下要使用數量較多的鉛箔來調節高爾夫球杆球頭部分的重量,這樣就比較便於攜帶球杆,而不會太麻煩。同時每一個鎢橡膠片大約都為4英寸,這個尺寸是與鉛箔的尺寸差不多的,但是由於其密度更大,因此,在相同重量的情況,鎢橡膠高爾夫配重產品可以製作的更薄些或更小些,以便節約空間。他們可以很好的附著在高爾夫球杆上,他們的柔軟度及較好的粘性使得運動員在使用球杆時,即便發生猛烈撞擊,鎢橡膠也不會脫落,反而是附著得很牢固的。

鎢橡膠高爾夫配重
 

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鎢合金飛鏢提高比賽得分

鎢合金飛鏢並不是全部用鎢合金製作而成,只有飛鏢筒是由鎢合金製成的,然後配上鏢頭、鏢杆和鏢翼組成一個完整的飛鏢,鎢合金飛鏢重量沉,密度大,空氣動力效果好,經久耐用,且加工難度高,其價格往往會比其他材質飛鏢貴。但因為相同重量的飛鏢,鎢合金飛鏢的體積(粗細)就要比其他質地的飛鏢小很多,這就提高將飛鏢投在同一個高分區內的可能性。所以絕大多數的專業選手使用的都是鎢合金飛鏢。

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二氧化鎢(WO2)產品性質

1.棕色單斜晶系粉末狀晶體,密度10.9~1.1g/cm3。
2.熔點1500~1600℃,沸點1730℃;生成熱134千卡/mol,1050℃易揮發。
3.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。
4.在惰性氣體中易歧化,生成金屬鎢和三氧化鎢。在N2氣流中加熱至1500~1600℃時熔融同時分解。在高溫時能被H2還原為金屬鎢。
5.900℃下在45%~60%水汽中穩定。
6.在40%~55%氫中穩定。575~600℃下用氫還原三氧化鎢生成,或用金屬鎢和三氧化鎢反應制取。
7.二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。
8.在1020℃進二氧化鎢可被碳還原成金屬鎢。
9.在250~300℃時,用氫氣或一氧化碳還原三氧化鎢、以及在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)。
 
 
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利用雙極膜電滲析法製備偏鎢酸銨

以鎢酸銨溶液為原料,採用雙極膜電滲析法(BMED)製備偏鎢 酸銨(AMT)溶液.試驗考察了電流密度、堿室起始NH_4 HCO_3濃度、料液中WO_3濃度和鹽室溶液pH值等因素對BMED過程的影響,進行了優化條件下的連續BMED試驗.結果表明:控制電流密度為 700A/m~2,鎢酸銨溶液中WO_3濃度172.3 g/L,堿室起始NH_4HCO_3濃度1.5 mol/L,電滲析時間600 min,鹽室溶液pH值為2.8±0.1,溫度(31±0.5)℃,BMED過程平均電流效率達72.50%,直流電耗僅為0.877 kWh/kg WO_3,WO_3直收率達到99.97%,BMED過程運行穩定且容易操作.

偏鎢酸銨

 

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硬質合金球的疲勞破壞

疲勞種類一般來說有機械疲勞破壞、熱疲勞破壞和腐蝕疲勞破壞等。機械疲勞破壞是指材料在迴圈載荷下即使應力未能達到硬質合金球強度極限,但在交變的拉壓和衝擊作用下,產生疲勞裂紋並最終破壞的現象。熱疲勞破壞是硬質合金球與外界作用時,由於溫度的多重迴圈或週期變化所引起的內能變化,使材料產生裂紋源和以裂紋源擴展成微裂紋過程的現象。

硬質合金球的品種很多,按化學成分可分為 3 類,各類硬質合金球因其成分和性能的不同,有著不同的應用領域:1) 鎢鈷類(WC-Co)硬質合金球。其硬質相是WC ,粘結相是 Co ,代號是 YG ; 2) 鎢鈦鈷類(WC-TiC-Co)硬質合金球。其硬質相除 WC 外,還加有TiC,粘結相也是 Co,代號為 YT;3) 鎢鈦鉭(鈮)鈷類(WC-TiC-TaC(NbC)-Co)硬質合金球。這類硬質合金是在YT合金成分中加入TaC(NbC)而成,其代號為YW。硬質合金球的服役狀況一般比較惡劣,常常需要承受迴圈載荷、冷熱交替的溫度變化以及腐蝕的環境。疲勞是造成硬質合金球工件破壞的一個主要原因。

硬質合金球


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水對硬質合金球的腐蝕機理(二)

硬質合金屬於鎢鈷類合金,其主要成分是碳化鎢和鈷。碳化鎢是合金的“骨架”,主要起堅硬耐磨作用;鈷是粘結金屬,是合金韌性的來源。因此,硬質合金球與合金鋼球相比具有耐磨性高、拋光性好、粘附性小、摩擦係數小、能量消耗低、抗蝕性能等特性,是一種理想的材料。

然而,硬質合金球中的粘結相Co是一種易腐蝕材料,它不僅易溶於各種強酸中,同時,弱酸性介質醋酸也對其具有一定的腐蝕性,另外Co也易被弱鹼性的氨水或冷卻液中的添加劑所侵蝕,致使在硬質合金球加工過程中,其表面部分的Co被氧化成Co2+粘附於表面。水對硬質合金球的腐蝕行為主要有:1. 水對硬質合金具有一定的腐蝕行為,導致在含水條件下長時間儲存的合金表面會形成黃色的氧化膜,這一氧化膜緊緊的帖附於硬質合金表面形成有利於阻止合金進一步被腐蝕的鈍化膜。2. 水對硬質合金中的粘結相 Co 具有浸出作用,經水腐蝕後硬質合金表面形成了厚度約為 20 μm 的宏觀無鈷區缺陷。

硬質合金球



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水對硬質合金球的腐蝕機理(一)

硬質合金球具有的拋光性好、能量消耗低、耐磨、耐高溫、耐腐蝕性好,及可回收利用等優良特性,使其在石油鑽探抽油、制筆等領域被廣泛應用。

然而,硬質合金球中的粘結相Co是一種易腐蝕材料,長期浸在水中,也會產生一定的腐蝕性。當硬質合金球表面附著有H2O時,所形成的Co2+會與H2O中的羥基發生配位形成[Co(H2O)6]2+配位離子,再加上Co在水中的標準氧化還原電勢僅為0.28eV(室溫下),同時在電子的良導體WC的存在下,造成在硬質合金球表面含水區域形成微電池結構,這些微電池不斷將合金中的Co腐蝕成為Co2+,並通過與水的配位而從合金中浸出。致使合金表面形成富鈷的氧化鈍化膜,同時也正是由於水的這種對Co的浸出性能,導致合金表面一定厚度範圍內的Co被浸出,最終導致在合金表面形成了具有一定厚度的宏觀無鈷區缺陷。

硬質合金球


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