鎢粉用於製造碳化鎢粉,與鈷組成複合材料,具有良好的硬度和很好的韌性,被廣泛用於機械工業的切削工具和成型模具,發揮了磨損小、使用壽命長、加工精度高的特點,為機械加工技術的發展提供了基礎。隨著高速切削加工技術的發展,碳化鎢燒結硬質合金已經不能滿足要求,有被其他硬質合金取代的趨勢。作為切削工具,燒結碳化鎢-鈷複合材料是一種應用最成功的抗磨複合材料,已經有幾十年的歷史。進一步提高碳化鎢-鈷複合材料的硬度,不降低它的特有的韌性,是硬質合金領域的一個重要課題。

現在已經發展了許多製造納米材料的技術。製造納米碳化鎢的技術路線有兩種:(1)製造納米鎢粉,納米鎢粉被碳化後製成納米碳化鎢粉;(2)用氣相反應法,在反應室中還原有機鎢化物成鎢粉,又原位碳化鎢粉,一步制得碳化鎢粉。第(2)種技術路線的生產成本遠高於第(1)種,所以在工業生產中,目前用第(1)種技術路線製造碳化鎢粉是主流。

製造鎢納米粒子一般有物理粉碎法、化學氣相沉積法、液相化學法、溶膠-凝膠法、電弧噴吹法。對於硬質合金生產廠來說,上述方法都需要增加新的設備和採購新的原料,結果是增加較多的成本,生產廠家難以接受。為了利用現有生產設備、原料和部分技術路線,本文討論了從生產仲鎢酸銨流程製造納米鎢粉的可能性。

 

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根據二氧化釩在68℃左右發生相變的特性，相關學者研究發現不僅摻雜可以降低二氧化釩的相變溫度，VO₂薄膜可以有效减少VO₂粉體的相變溫度。因此通過采用微波等離子製備氮雜二氧化鎢釩薄膜的，相變溫度可以降至35℃。而氮雜二氧化鎢釩的製備方法如下：將已經製備好的V_1.96W_0.04O₅薄膜，通過微波等離子增强法，控制反應參數，將V_1.96W_0.04O₅薄膜還原爲V_0.98W_0.02O₂幷進行氮摻雜。這個方法可以將化學計量比V_1.96W_0.04O₅摻雜還原成不同氮含量的氮雜二氧化鎢釩（V_0.98W_0.02O_2-XN_Y）。反應參數設定範圍如下爲：總壓强1kPa，反應功率100-200W，N₂流量爲0-20ml/min，H₂流量爲20ml/min，反應時間爲10-30min。通過不同的參數設定和工藝條件可以製備出不同氮摻雜量的V_0.98W_0.02O₂薄膜。且經實驗發現隨著氮離子的摻入，可以有效的降低氮雜二氧化鎢釩薄膜的相變溫度，最低可以降至35℃。



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二氧化釩（VO₂）在68℃溫度範圍內容易發生相變，而這會導致VO₂應用範圍的限制。摻雜能有效改變VO₂相變溫度，使其的應用更加多樣化，所以目前製備摻雜VO₂的方法有很多。且經實驗發現VO₂薄膜也能進一步降低VO₂粉體的相變溫度。因此采用微波等離子法通過摻雜氮製備的二氧化鎢釩薄膜的相變溫度較低。在制取氮雜二氧化鎢釩薄膜是以V₂O₅和W₂O₃爲前驅物在玻璃片上鍍膜，然後采用等離子體增强法合成氮雜二氧化鎢釩。而V_1.96W_0.04O₅膠體和鍍膜的製備方法如下：
1.取一定量的分析純V₂O₅粉末和W₂O₃放入鉗鍋中，攪拌均勻，置于馬弗爐中在空氣介質下加熱至900℃熔融。
2.保溫15分鐘後，迅速將熔融的溶液倒入一定量的去離子水中急冷，劇烈攪拌，直至形成化學計量比的V_1.96W_0.04O₅溶膠。
3.使用旋塗法，用75%的酒精和去離子水多次清洗過的玻璃上鍍上已經製備好的V_1.96W_0.04O₅溶膠



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經研究發現二氧化釩在68℃左右發生一級相變，在相變過程中，二氧化釩（VO₂）會發生電阻率、磁化率、光折射率、透射率和反射率的可逆突變。雖然VO₂是MIT特性的釩鈦氧化物中最接近室溫的，但是比室溫高的相變溫度仍然大大阻礙了VO₂的應用。所以可以運用摻雜法來改變VO₂的溫度，從而提高VO₂的應用範圍。摻雜法的方式有陽離子摻雜和陰離子摻雜，而摻雜VO₂的製備方法有溶膠-凝膠法、水熱合成摻雜法、濺射摻雜法、金屬有機化合物氣相沉積法和微波等離子法等等。
經實驗發現通過微波等離子氮雜VO₂薄膜可以降低VO₂粉體的相變溫度，相變溫度可以降低至35℃。而運用微波等離子法制取氮雜二氧化鎢釩薄膜是通過選用V₂O₅和W₂O₃爲前驅物，在玻璃上鍍膜，然後采用微波等離子體增强法來合成的。



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放電等離子燒結法（簡稱SPS）利用特殊的脉衝直流電能在粉末顆粒之間産生放電等離子體，使顆粒表面活化，在材料合成和快速低溫燒結上有獨特的優勢。且它具有十分明顯的工藝優勢。例如：加熱均勻，燒結溫度低，燒結時間短，生産效率高，産品組織細小均勻且操作簡單。目前SPS在熱電材料、磁性材料、功能梯度材料、複合功能材料和納米材料等都取得了很好的結果。氧化鎢通過SPS技術合成碳化鎢硬質合金的製備方法如下：
1.製備碳含量爲12%-17%的氧化鎢和炭黑的混合物，同時采用熱分析儀分析氧化鎢和碳混合粉的反應過程
2.在滾筒式球磨機上加入乙醇濕磨48小時，100℃烘乾，過孔149um的篩，裝入石墨模具。
3.在SPS-3.20-MV型放電等離子燒結設備中進行燒結。
4.用光學顯微鏡和掃描電鏡觀察樣品的顯微組織。



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放電等離子燒結法（簡稱SPS），該技術是在粉末顆粒間直接通入脉衝電流進行加熱燒結。一開始由于SPS的技術存在生産效率低的問題而沒有被廣泛運用。近幾年隨著研究的深入SPS作爲一種材料製備的全新技術已經引起了人們的關注。
碳化鎢（WC）硬質合金因其具有高硬度、高抗彎强度和優良的斷裂韌性在許多領域的到了廣泛應用。但是製備高性能的WC硬質合金的關鍵在與原材料粉末的晶體粒度大小。傳統的WC硬質合金生産流程是：仲鎢酸銨→氧化鎢→W→WC→配料→燒結成塊體。這個工序過程複雜，且粒度不容易控制。而運用SPS製備WC硬質合金運用脉衝直流電能在氧化鎢粉末顆粒之間産生放電等離子體，使得顆粒表面活化，在材料合成和快速低溫燒結上得到性能良好的WC硬質合金。



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鑒於高密度，高輻射屏蔽性及無毒環保的優勢，鎢合金屏蔽件常被應用於工業儀錶勘探鎢輻射屏蔽件。鎢合金屏蔽件可在核子儀放射性測井中應用，也可在工業射線探傷中使用作為工業儀錶勘探鎢輻射屏蔽件。鎢合金γ屏蔽件可應用於探測岩層活煤層的密度的屏蔽件。中子鎢輻射屏蔽件可應用於勘探石油，可進行海底探礦的屏蔽件，來勘探硼，銅，銀， 錳，鎢，汞和稀土元素等礦藏。鎢合金X射線及γ射線屏蔽件都可用於金屬焊縫儀器，及集裝箱檢測儀器中，作為儀錶勘探的輻射屏蔽件。

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鍀99是鍀同位素的一種，其具有放射性，鍀99可製成鍀放射性藥物(Technetium99m，99mTc)，是用於顯像診斷的放射性藥物。由於鍀的γ 射線性能好（能量為 141千電子伏），半衰期適宜(6.0小時),是公認的最優良的顯像核素。據統計鍀的用量約占全國醫學診斷用放射性核素總用量的80%以上。由於鎢合金屏蔽件高密度，高輻射屏蔽性，其材料兼具無毒環保性常被應用於鍀99鎢輻射屏蔽件。鍀99鎢輻射屏蔽件可製造成存放鍀99放射性藥物的輻射防護配件，應用於鍀99標記診斷臟器疾病和功能的放射性顯像，用於甲狀腺顯像。鍀99鎢輻射屏蔽件不僅用於鍀99放射藥物狀態圖像診斷，而且還可用於功能(如 腦、心肌，肝功能等)診斷，且鍀99放射藥物已占診斷用放射性顯像劑的約85%，可用於診斷腦、心肌和腫瘤等疾病和幾乎所有臟器疾病。

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