鎢青銅結構的鈮酸鍶鋇(SBN)晶體

目前研究較為廣泛的鎢青銅結構鈮酸鹽為鈮酸鍶鋇(SrxBa1-xNb2O6,SBN)晶體。SBN晶體在0.25≤x≤0.75時是具有四方鎢青銅結構的固熔體,空間群為P4bm,點群為4mm。SBN單個晶胞中有10個NbO6八面體,僅有5個堿土離子填充10個空隙,其中Sr2+和Ba2+離子部分佔據A1和A2位,C位是空位,為非充滿型鎢青銅結構。生長較多的SBN單晶一般為 SBN:61(x=0.61)或SBN:60,這種組成晶體相對較易生長,且容易獲得高質量、大尺寸的晶體。另外,SBN晶體的居裏點隨著x的增加而降低,從SBN:25的200℃降到SBN:75的60℃。
 
生長SBN最常用的方法為提拉法,使用該方法可生長出尺寸較大的SBN晶體材料。SBN:61晶體的熔點約為1510℃,一般採用矽鋁棒電阻加熱或中頻加熱的晶體生長設備進行生長,生長容器為Pt坩堝。另外利用自動等徑技術可以保持固-液介面的平坦,這有助於獲得大尺寸高質量的晶體。2001年Kubota等人在提拉法基礎上,使用坩堝基冷卻法生長出了較大尺寸的SBN:61晶體。1968年Lee報導了用坩堝下降法生長SBN晶體,該方法可以保證等徑,並可消除晶體的生長條紋,雖然生長出來的晶體熱應力較大,但可經過退火減少生長晶體的部分熱應力。另外,摻雜的SBN晶體的生長與未摻雜的SBN晶體的生長方法一致,但由於摻雜更易引起晶體的開裂和生長條紋的出現,在生長過程中要注意工藝參數的調整(提拉速率低)。SBN晶體的有效電光係數較大,是一種良好的電光晶體,另外它具有相當大的熱釋電係數,已經被製成了紅外探測元件。但由於常用的SBN的居裏點比較低,這就大大限制了其在較高溫度範圍內更為廣泛的應用。SBN晶體的基本物理參數如下:

SBN晶體的基本物理參數
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國內廢舊WO3脫硝催化劑的再生

目前,蜂窩式SCR脫硝催化劑是SCR技術的核心,具有價格昂貴、壽命短、含毒性貴金屬等特徵,它的頻繁更換不但造成燃煤電廠的運營成本增加;更是致使大量廢棄或失活的脫硝催化劑無法妥善處理,嚴重威脅環境保護。脫硝催化劑的再生不但能緩解其帶來的二次污染;而且能大幅度縮減脫硝工程的建設和運營成本,因而具有非常重要的研究意義。

廢棄脫硝催化劑的表征
 
在催化劑運行過程中難免會有磨損、被毒害等現象發生,因而造成部分或全部失活。當今廣為使用的脫硝催化劑的以五氧化二釩和三氧化鎢為主要活性物質,其中五氧化二釩具有劇毒,而鎢則是稀有貴金屬,因而,對它們的回收顯得十分必要。
 
國內針對廢棄三氧化鎢SCR脫硝催化劑的再生有如下工序:高壓空氣吹灰、高壓水沖洗、超聲清洗、酸化清洗、活性植入、乾燥和焙燒等。其中,吹灰程度越高,清洗或化學溶液處理時間越短,廢水量越小,也就越有利於催化劑再生成本的控制;高壓水沖洗有利於提高其脫硝效率;超聲清洗後的催化劑比表面積接近於新催化劑的;活性植入是關鍵性步驟,對進一步提高催化劑活性十分必要,關係著催化劑再生效率;乾燥過程是為了恢復催化劑的機械活性,焙燒則是促使催化劑表面活性成分前驅體分解的唯一手段,也是廢棄三氧化鎢SCR脫硝催化劑再生過程中非常關鍵的工藝之一。
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稀土用鎢坩堝

鎢坩堝是重要的鎢深加工製品之一,它的抗磨耐腐蝕性和良好的高溫強度等優良性能,使得鎢坩堝廣泛應用于稀土冶煉。鎢坩堝的選擇對稀土金屬的冶煉具有重要影響。因此,在製備稀土用的鎢坩堝時應該注意以下幾點。

首先是針對鎢粉的選用。鎢粉是鎢坩堝製備的主要原料,鎢粉的細微性選擇對鎢坩堝成品的品質具有至關重要的作用。鎢粉細微性選擇不當會使鎢坩堝在壓制過程中產生裂紋,甚至全部開裂。因此,在選擇鎢粉時,不能選擇太粗的鎢粉,如果鎢粒太粗,在壓制過程中留的空隙就會很大,會降低壓制後壓坯的密度,容易導致壓坯開裂。如果選擇過細的鎢粒,在壓制粉末時,鎢粉之間的位置移動和變形量會增加,在壓制時,會由於應力的鬆弛,導致坩堝開裂。因此,製備稀土用鎢坩堝的鎢粉的細微性應該在2.5UM-3.0UM之間。除此之外,鎢粉的含氧量應該要低於0.1%。

其次是對壓制壓力的控制。在壓制鎢坩堝時,如果使用過大的壓力,鎢粉會產生嚴重變形,還會增加彈性應力,最終導致鎢坩堝開裂。如果使用過小的壓力,密度不夠,鎢坩堝也容易開裂。另外,壓池的方式要慢,如果太快,鎢粉的彈性應力的釋放也會加快,這樣會導致鎢坩堝的開裂。最後是對燒結工藝的注意事項。在中頻感應爐上進行燒結工藝時,燒結的溫度應該控制在2200℃-2250℃,保溫時間3-5小時為最佳。燒結的升溫速度不能太快。太快會使坩堝變形,每小時升80℃-100℃為最佳。

通過以上的方法製備出來的稀土用的鎢坩堝性能更好,效果最佳,還能大大降低工業成本。

鎢坩堝

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氧化釔鎢坩堝和純鎢坩堝的對比

氧化釔的顏色是白色中帶有些許黃色的粉末物質,它與水和堿不相溶,主要溶於酸。氧化釔主要是通過對褐釔鈮礦的分解,所得到的混合稀土溶液經過萃取,酸溶,再萃取,直接濃縮,最後進行灼燒得到的。氧化釔鎢坩堝是一種具有高強度且具有高抗腐蝕性能的新型鎢坩堝。

鎢坩堝具有很多良好的性能。如熔點高,高溫強度好,熱傳導率大,熱膨脹係數小。但是由於鎢的晶粒邊界容易被腐蝕,因此,普通的鎢坩堝的抗腐蝕性還是有待改善。氧化釔鎢坩堝就可以較大程度的解決這一問題。

在製作氧化釔鎢坩堝的過程中,細微性為1μm的氧化釔粒子會滲透到鎢晶體的邊界,均勻地分佈在鎢的周圍。氧化釔粒子的均勻滲透能抑制熔融金屬與鎢粒子形成化合物,以此來明顯的提高坩堝的抗腐蝕性能。細小的氧化釔粒子的均勻彌散,使得該類型的鎢坩堝在1000℃的抗彎強度高達800MPa。因此,氧化釔鎢坩堝的具有更強的抗彎強度,是純鎢坩堝的5倍。除了能夠改善抗腐蝕性,相比一般的純鎢坩堝,氧化釔鎢坩堝的耐高溫性能更強。一般情況下,氧化釔鎢坩堝不僅能夠熔化鏑,釹等稀土金屬,還可以熔化鋁等比較活潑的金屬。在熔化這些金屬材料時,氧化釔鎢坩堝不會受到腐蝕和熔化。

除了以上特性以外,在製造氧化釔鎢坩堝的過程中,要注意對氧化釔毒性的防護。氧化釔與眼睛接觸後會刺激眼睛,如果不慎吸食的話,會對人體肝和肺造成一定損害。因此,在製備過程中要做好對呼吸系統,眼睛等的防護措施。

氧化釔鎢坩堝

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鎢坩堝的生產工藝

鎢坩堝鎢坩堝是金屬鎢製品之一,它的英文名稱是Tungsten Crucibles。主要分為燒結成型,衝壓成型和旋壓型。燒結型鎢坩堝主要應用到粉末冶金技術。衝壓成型和旋壓型的鎢坩堝主要是利用鎢棒車削加工成型。這種類型的鎢坩堝一般尺寸比較小,焊接成型多種,採用純鎢板,鎢片和純鎢棒經相應的工藝加工而成。鎢坩堝可以在2600度以下的真空惰性氣體中使用。鎢的熔點沸點高,高溫強度好,抗磨耐腐蝕,熱傳導率大,熱膨脹係數小,淬透性好。鎢坩堝被廣泛應用于稀土冶煉,石英玻璃,電子噴塗,晶體生長等行業。

鎢坩堝的生產工藝一般是先準備鎢粉,然後進行過篩。因為鎢粉的粗細具有一定的差別,為適應鎢坩堝成品的需要,通過一種網孔狀的工具使粗細混合的粉末分離出粗鎢粉和細鎢粉。再將具有相同化學成分,不同批次生產過程得到的鎢粉進行合批。然後將合批的鎢粉放置于盛滿液體的密閉容器中,通過增壓系統進行逐步加壓,對物體的各個表面施加以相等的壓力,使其在不改變外觀形狀的情況下縮小分子間的距離增大密度而改善物質的物理性質。然後進行粗坯加工,加工後放入中頻燒結爐進行燒結操作。再將精品用車床加工,最後對成品進行檢驗包裝。

除了一般的生產工藝,根據使用者的需求,鎢坩堝還可通過以下六種方法加工製備成不同類型,包括燒結法,鍛造法,化學相沉積法,等離子噴塗成形法,旋壓成形法和柳焊成形法。使用者可以根據鎢坩堝成品的要求選擇不同的製備工藝。

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