鎢坩堝的粉末冶金製備技術

鎢因其超高熔點、優異的耐高溫性能和化學穩定性，被廣泛應用於高溫冶金、晶體生長、真空熔煉等工業場景。尤其是在製備鉬、鈦、稀土等活潑金屬材料時，鎢坩堝因其不易與熔體反應、可承受極端熱應力等優勢，成為理想的容器材料。目前，W坩堝主要採用粉末冶金方法製備，這一技術不僅能夠實現高純度、緻密化和複雜形狀的加工目標，還能有效提升產品的一致性與成品率。

粉末冶金製備坩堝的基本流程包括：原料粉體製備、成型、燒結和後續加工處理四大步驟。

首先是原料粉體的製備。粉末冶金對粉體的粒徑、形貌和純度要求極高，製備鎢粉通常採用氫氣還原鎢酸鈉、偏鎢酸銨（APT）等鎢化合物的方法。為滿足鎢坩堝在高溫環境中的結構穩定性，常選用粒徑分佈均勻、顆粒球形度高、雜質含量極低的超細鎢粉。近年來，一些高端製造商甚至採用等離子球化技術或氫等離子體球化技術對鎢粉進行二次處理，以獲得更優異的緻密結構基礎。

隨後進入成型階段，常用方法有冷等靜壓（CIP）和模壓成型。CIP技術通過在高壓液體環境下對鎢粉進行全方位壓制，能夠獲得均勻密實的粉末坯體，為後續的高溫燒結提供結構基礎。相比之下，模壓適用於小批量、規則形狀的坩堝製品，但密度分佈不如等靜壓均勻。部分廠商也探索注射成型或3D列印技術，以實現更複雜內腔結構或個性化定制。

高溫燒結是粉末冶金過程中最關鍵的一步，通常在1700~2000°C的高真空或氫氣氣氛中進行。燒結過程可分為預燒結與緻密燒結兩個階段，前者在較低溫度下促使粉體顆粒之間形成頸部，初步固結坯體；後者則在更高溫度下促進原子擴散，使坯體緻密化。為了提高緻密度和組織均勻性，部分企業還採用二次燒結或熱等靜壓（HIP）技術，進一步消除微孔和殘餘應力，從而獲得高強度、高韌性的坩堝。

燒結後的坩堝還需經過精密機加工和表面處理，如數控車削、內壁拋光、邊緣倒角等，以確保尺寸精度、表面光潔度及幾何穩定性。對於特殊用途的坩堝，還可施加鉬塗層或鎢-鉭合金塗層，進一步增強抗腐蝕性和高溫穩定性。