稀土對鎢電極加工性能的影響

在鎢電極中加入不同含量的稀土元素對電極的加工性能會産生不同的影響。稀土粒子能够阻礙鎢晶粒變形,因此在鎢電極中添加稀土元素,材料的變形抗力會增加,在加工的過程中需要降低道次加工量。另外,稀土鎢電極相較于純鎢電極的結晶溫度更高,在加工時也要適度提高加工溫度。

在稀土鎢電極中,稀土相得粒子尺寸大約爲1~2um,而鎢晶粒約爲10~20um。在加工過程中鎢晶粒先變形,鎢晶粒呈現扁平組織。隨著加工的深入,鎢晶粒繼續扁平化,呈現纖維狀組織,稀土粒子也發生變形,組織沿著變形方向延伸。其中較大的稀土粒子開始脆斷爲小粒子,平行于變形方向分布。到了拉絲階段,稀土粒子脆裂爲1um左右的小粒子。稀土粒子的這種變化使得鎢電極材料的組織更加均勻,在加工過程中,可以協調形變,承受更大的變形量。

爲了瞭解稀土粒子對鎢電極硬度的影響,采用納米硬度計進行測試發現機械的壓頭壓在鎢基體上時,硬度曲綫值達到峰值約爲6.4GPa,然後呈下降趨勢。隨著壓下量的增加,曲綫下降,說明稀土顆粒的力學特徵所占比例越來越大,壓入深度在900um左右,顯示出的稀土硬度值爲5.4GPa,表面稀土粒子的硬度小于鎢粒子。因此在相同的條件下,稀土粒子更容易變形,相較于鎢晶粒,隨著加工的深入,稀土晶粒更容易脆裂爲小粒子,而細化的晶粒有利于後續的加工。

鎢電極

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鎢電極的應用

鎢電極

鎢電極在焊接領域的應用是最廣泛的。在等離子弧焊接、切割及非熔化及氬弧焊中大多采用釷鎢電極,但是由于釷鎢電極具有一定的放射性,會對環境和人體健康産生一定的影響,其中釷鎢電極放射性活度達13.22x1015Bq/kg。隨著研究的深入和技術的革新,生産者研究出了不同性能的稀土鎢電極,用來代替高性能的釷鎢電極,其中鈰鎢電極和鑭鎢電極的使用較爲廣泛。在鎢中添加含量爲2%~4%的氧化鈰,制得而成鈰鎢電極。鈰鎢電極常用于直流電中,不僅容易引弧,電極燒損量少,且允許的焊接電流密度大于釷鎢電極。而用于交流氬弧焊中,鈰鎢電極的燒損率會高于釷鎢電極,且選用的焊接電流允許範圍要小于釷鎢電極。

鎢電極還可以用于電光源領域中,稀土鎢電極具有功函數低、熔點高和蒸汽壓力低等特點,所以常作爲燈用放電電極材料。鎢電極耐腐蝕、抗高溫等性能,這些優良性能可以减低負載溫度、减少電極燒損和侵蝕,從而延長燈泡的使用壽命。釷在鎢中的可溶度低,因此釷鎢電極用于燈泡中不僅能保持低的功函數,且也能産生穩定的電極電弧。爲了擴大鎢電極在電光源領域的應用,研究者通過液-固混合製備而成小功率金鹵燈電極,幷組裝成70W的金鹵燈整燈,對比不同稀土鎢電極的在燈泡中的應用發現,鏑鎢電極和鏑釔電極金鹵燈的防濺性能和抗腐蝕性能可以達到釷鎢電極的水平。

鎢電極也常用于等離子發生器中。電弧等離子具有很高的熱源溫度、能量集中和加熱效率高等性能,被廣泛應用于切割、熱噴塗、焊接、熔煉、新材料合成、超細粉末製備等領域。在等離子發生器中陰極要承受高溫輻射和高能離子轟擊和燒蝕,鎢電極具有高强度、抗腐蝕和耐高溫等特性,被認爲是在等離子發生器中最佳的陰極材料。

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酸解法分離廢鎢銅合金中的鎢和銅

鎢這種材料具有高硬度、高強度、高韌性等優良性能,以純金屬及合金的狀態廣泛運用于現代製造中,常見的硬質合金、高比重合金、熱強合金、耐磨合金、電工合金、真空元件、觸點開關等,已逐漸成為化學工業、冶金工業、機械工業、石油工業、航太工業、核工業以及國防工業等不可或缺的重要材料。鎢作為一種重要的戰略資源,而我國鎢礦資源豐富,總產量和出口量都是世界第一。不過據有關專家學者推測,鎢資源再開採50年後就會面臨嚴重短缺的局面,各個國家也開始關注鎢的回收利用,尤其是對廢物合金的回收。據相關資料統計,國內每年有將近幾十噸的廢鎢銅合金沒有合適的回收方法加以分離和利用,從而造成極大的損失和浪費。目前較為常見的方法包括硝石熔融法、化學置換法、電解法、高溫氧化法、磷酸浸取法、鋅熔蒸發法等,但是這些工藝的流程相對複雜冗長,且成本相對較高、穩定性較差,無法得到工業化推廣使用。

這裏我們所介紹的酸解法是基於銅與酸發生反應,而鎢不與酸發生反應的原理從而有效分離鎢銅合金的鎢與銅。常見的鎢銅合金廢料,如觸點、電器開關、電極用鎢銅合金、真空零件、離子轟擊受熱器用鎢銅合金。廢鎢銅合金中銅的含量一般為10-40%,鎢含量一般為60%-90%。由於鎢銅合金中的Cu是借助于毛細管的原理滲入到多孔的鎢燒結體的孔隙中或是用銅液浸漬鎢坯,這樣一來給酸解法分離鎢銅合金提供了良好的條件。在低溫下,銅與硫酸反應生成硫酸銅溶液,而金屬鎢不發生反應。在通過粉碎、化學分離、濃縮結晶、洗滌乾燥後便可獲得鎢粉。以下是幾種方法回收鎢回收率的對比:

酸解法分離廢鎢銅合金中的鎢和銅

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鎢銅在真空高壓開關的應用

鎢銅複合材料在電觸頭、高壓開關、斷路器等方面都有著較為廣泛的運用,特別是在高壓SF6、空氣/油介質、大電流斷路器上的使用量較大。近年來,真空高壓開關發展迅速,相應的觸頭材料也在發生著革新。與其他觸頭相比,真空觸頭材料的要求也較高,除了需應滿足一般開關性能外,由於真空中觸頭表面特別乾淨,比在空氣中更容易被熔焊,因而要求具有更高的抗熔焊性、足夠高的耐電蝕能力、低的截止電流以及低的含氣量。而鎢銅材料的優良性能可以完美滿足真空高壓負荷開關觸頭的要求。

在壓制成型方面,對於薄片狀的鎢銅觸頭來說,採用冷等靜壓處理(CIP),設備投資大,材料的利用率較低。而採用機械模壓成型,需要注意磨具間隙和鎢粉粒度的選擇。間隙太小,則會造成脫模困難;間隙太大又會使得鎢粉容易劃傷模具,使壓坯產生裂紋。在燒結工藝方面,燒結多孔鎢骨架是製造鎢銅材料的關鍵工序,高溫燒結容易去除雜質,從而保證電導率和氣體含量達到要求。在燒結過程中也需考慮鎢粉粒度大小、粒度分佈和壓制密度。溫度過低,孔隙度較高,使得產品密度和硬度偏低;溫度過高,孔隙度較低,含銅量較少,電導率降低。總的來說,採用純鎢粉作原料,經機械模壓成型、氫還原爐燒結、氫氣保護滲銅工藝生產的真空高壓開關用鎢銅材料,多孔鎢骨架強度高,氣體含量低,銅呈網路狀分佈,覆銅層與鎢銅基體結合緊密。

鎢銅真空高壓開關

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三氧化鎢光觸媒用於無機合成

光觸媒被廣為人知的是它強烈的催化降解功效,它能有效降解空氣中有毒有害物質;殺滅多種細菌,並能夠對細菌或真菌釋放出的毒素進行分解及無害化處理;同時還具備除甲醛、除臭、抗汙、淨化空氣等功能。然而,你所不知道的是它還能夠用於無機物的合成,如H2、I2以及NH3等。
光觸媒和NH3合成
 
自從首例二氧化鈦光催化離解水產生氫氣以來,世界範圍內曾一度興起光解水制氫的熱潮,各種對光觸媒催化分解水制氫的研究和報導層出不窮。1980年,有研究者將鉑和二氧化鈦表面裝置NaOH,在水蒸氣中進行光分解實驗,發現氫氣和氧氣同時產生的現象;氮氣和氫氣在光觸媒的作用下,置於100W汞燈,常壓,82~86°C的條件下,能夠合成NH3;然而,目前光催化合成NH3的產率還很低。但是,由於它的反應條件極為溫和,或許會對新的人工固氮模式有所啟發。
 
三氧化鎢,黃色粉末,具有光致變色、氣敏性等多種特性,常被用於建築玻璃、有毒氣體檢測等方面;大量用於製備金屬鎢、碳化鎢、硬質合金等;同時,它也常被用於脫硝催化劑的製備。三氧化鎢是一種性能極佳的光觸媒,特別的,WO3/CdS、WO3/Fe2O3等耦合半導體,能有效提高光催化效果,通過半導體耦合可以提高系統的電荷分離效果,擴展對光譜吸收範圍,進而提高光催化活性。三氧化鎢由於其較窄的禁帶寬度,相較二氧化鈦而言,能夠更有效的利用可見光源,因而,具有更廣泛的應用前景。
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鎢鉬視頻

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。

 

鎢鉬音頻

龍年首周鎢價開門紅。