在硬質合金添加少量的鈰，釔等稀土元素，稀土元素強化硬質相和粘結相，淨化晶界，並改善碳化物固溶體對粘結相的濕潤性的特性可以有效的提高合金的韌性和抗彎強度。加入微量的稀土元素Ｇｄ和Ｐｒ（鐠）對提高硬質合金的使用性能具有明顯作用，其高溫抗斷性和抗彎性以及刀片抗月牙磨損，抗後刀面磨損和抗崩刃性等均有提高。此類硬質合金在礦山工具，頂錐，拉絲模用硬質合金中有廣闊前景。


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硬質合金刀具材料的出現，大幅提高了切削效率（約為高速鋼的１０倍），使得世界硬質合金的產量急速增長。新材料，新牌號的硬質合金刀具不斷出現，硬質合金在全部的刀具中的比重越來越大，刀具材料已從20世紀初的高速鋼、硬質合金發展到現在的高性能陶瓷、超硬材料等。目前的硬質合金的發展主要包括：細化晶粒和超細晶粒的硬質合金，表面塗層硬質合金，表面和整體熱處理，稀土元素的硬質合金，添加ＴａＣ，ＮｂＣ稀有金屬等。合理的針對加工對象和加工條件的選擇合適的刀具材質方能達到耐磨性和韌性的二者兼顧，實現理想的切削效果。


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焦綠石型氧化鎢(常記作H2W2O7或WO3•0.5H2O)是一種A缺位層狀鈣鈦礦基氧化物,由於具有分子篩的網狀結構和介穩性,而在催化、傳感、電致變色、燃料電池等領域表現出廣泛的應用前景。另外,焦綠石型氧化鎢粉體經濃鹽酸處理後可有效地除去Na元素,且焙燒後可直接得到WO3,有望成為鎢工業中的新型中間體。

焦綠石型氧化鎢是以扭曲的WO6八面體為結構基元,通過鎢氧剛性骨架的角頂構築形成具有六元環孔道的層狀結構,它擁有三維孔道,這種孔道有利於陽離子的快速遷移和交換。其中一個水分子直接與鎢相接形成二維層狀結構,層與層之間通過氫鍵相互作用。標準化學計量比的H2W2O7為立方晶系,晶胞參數a=10.305(3),Z=16。就熱穩定性而言,在溫度高於320℃時,焦綠石型氧化鎢的結構遭到破壞,即以WO6八面體為結構基元、通過鎢氧剛性骨架的角頂構築而成的具有六元環孔道網狀結構倒塌,形成正交型氧化鎢。

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焦綠石型氧化鎢(常記為H2W2O7或WO•-0.5H2O)以扭曲的WO6八面體為結構基元，通過WO6剛性骨架的角頂構築形成具有六元環孔道的層狀結構，在層與層之間形成道。其具有n型半導體特性和微波吸收特性，作為新興的工業材料，它在光致變色、電致變色、氣致變色、催化等方面都有著很重要的研究意義。此外，焦綠石型氧化鎢經過焙燒後能直接轉變為三氧化鎢，可作為製備三氧化鎢的中間產物。

目前製備焦綠石型氧化鎢主要採用軟化學合成法和水熱合成法。水熱合成法在無機材料合成領域應用廣泛，其優點是水熱條件易於調控，所得產品純度高、分散性好、粒度易控制。目前水熱法製備焦綠石型氧化鎢通常是以鎢酸鈉溶液為原料，酸化後水熱反應一定時間制得。根據不同科研工作者的研究結果，鎢酸鈉溶液pH值在2.0～8.9的範圍內均能水熱合成焦綠石型氧化鎢，但其合成機理尚不明確，無直接證據確定該反應前驅體，研究有待進一步深入。酸性環境下存在多種鎢同多酸根離子及雜多酸離子，結構多變且轉化情況複雜，因此本文著重討論鹼性體系中焦綠石型氧化鎢水熱合成機理。

以純鎢酸鈉溶液為反應物，鹽酸為添加劑，在鹼性環境下水熱合成焦綠石型氧化鎢。利用FT－IＲ測試方法分析了不同酸化度下和反應不同時間段的Na2WO4溶液的紅外光譜變化規律，逐一分析WO2－4、W7O6－24、H2W12O10－42和W2O2－7是否為製備焦綠石型氧化鎢反應的前軀體，利用排除法排除了H2W12O10－42、W2O2－7作為反應前軀體的可能性，認為該前軀體應為WO2－4和W7O6－24，並通過熱力學計算結果輔助證明。

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繪製標準曲線

將純度為99.9%以上的WO3放入瓷坩堝中，再把瓷坩堝放入馬弗爐中，於800℃灼燒1小時，稍冷放於乾燥器中，冷卻至室溫。準確稱取三氧化鎢0.25g放入100ml燒杯中，用20%NaOH20ml，加熱完全溶解，冷卻後移入250ml容量瓶中，用水稀釋至刻度搖勻，將此溶液移入乾燥的塑膠瓶中備用。

繪製標準曲線：準確吸收1.00mg/ml保准溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0ml分別放入100ml容量瓶中，用0.85N～NaOH補足至10ml，加50%硫氰酸鉀5ml，加1:1HCL50ml，加1%TiCl32ml,用水稀釋至刻度搖勻，放置10分鐘，在721型分光光度計上測其消光用0.5cm比色皿，波長為420毫微米，以試劑空白作參比，繪製工作曲線，測出曲線斜率K。

固相分析

稱取試樣0.200~0.500g於50ml鐵坩堝中，加過氧化鈉4g，用乾燥的圓頭玻璃棒攪拌，以小片濾紙檫淨玻璃棒，將濾紙放入坩堝中，在低溫電爐上除H2O，再放入馬弗爐中，溫度為700~750℃灼燒10分鐘左右至桃紅色，取出稍冷後，放入盛由100ml熱水的250ml燒杯中浸出，用水洗淨坩堝，冷卻至室溫後，移入250ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，過濾。準確吸取濾液G2ml(以氧化鎢含量而定)於100ml容量瓶中，補0.85N氫氧化鈉至10ml，以下操作同標準曲線繪製方法進行。

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焦綠石型氧化鎢多為A位缺失型的層狀鈣鈦礦組織，其中一個水分子直接與鎢相接形成二維層狀結構，層與層之間通過氫鍵相互作用。中文名是焦綠石型氧化鎢，外文名Pyrochlore-type H2W2O7，分子式H2W2O7WO3•0.5H2O它用於層狀複合材料、傳感領域、煆燒製備氧化鎢等。

1988 年法國的Coucou等人採用軟化學方法首次合成了焦綠石型氧化鎢，他們以(NH4)10W12O41•5H2O為前驅體，在酸性乙二醇溶液中加熱回流得 到[(NH4)2O]xW2O6，將其在酸溶液中反復清洗，所得粉體在100℃下加熱除水，即制得焦綠石型氧化鎢粉體。

它應用於層狀複合材料、傳感領域、煆燒製備氧化鎢等。目前對焦綠石性氧化鎢的研究還不全面，尚無法大規模量產，故許多應用領域還有待開發。

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氧化鎢由於具有優異的物理化學性能而受到研究者的廣泛關注。它們已被用來製作電致變色窗戶,紅外開關,寫讀擦光學設備,探測NO2、H2S、H2、NH3、O3的氣敏元件,以及濕敏和溫敏元件等。同時,氧化鎢是非常好的催化劑和高溫超導材料。此外,最近的研究發現氧化鎢納米線具有許多新的性能和用途,如出色的場發射性能,可作為製備WS2納米管的結構前驅體。

早在20世紀50年代,人們就開始了對氧化鎢晶須的研究,最初是用氬氣和水蒸氣的混合氣在1000～1200℃與鎢絲反應制得。最近幾年來,有很多文獻報導了製備一維氧化鎢納米材料的方法,比如範本法,煆燒介孔前驅體(WO-L)法,有機溶液合成法,高溫氧化法,以及紅外線加熱氧化法等。另外,通過鎢和SiO2以及WS2和O2高溫反應可分別製備出含有納米棒的微型樹狀結構氧化鎢和含有微米管和纖維的微型松樹狀結構氧化鎢。儘管目前的一維氧化鎢納米材料製備方法很多,但一般都存在工藝複雜、產量小等缺點。因此,有必要進一步探索新的實用的製備方法。

通過W粉和Ni(NO3)2•6H2O在鉬包套內反應,製備出微米尺度的絨球狀結構氧化鎢。絨球狀結構由長度達數百微米、外徑1～10μm的微米管和直徑100500nm的亞微米纖維組成。X射線衍射和透射電子顯微鏡分析表明:產物為具有良好晶體結構的沿[010]方向生長的單斜結構的W18O49。這些通過Vapor-Solid(V-S)生長機制形成的絨球狀結構氧化鎢因為具有巨大的表面積,在微型半導體敏感元件方面具有巨大的應用前景。

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紫鎢氫還原的工藝條件主要包括：還原溫度、裝舟量、推舟速度、氫氣流量、氫氣濕度和通氫方式.現就各影響因素進行分析，以便對工藝條件進行優化.

（1）還原溫度.還原溫度在紫鎢還原過程中起關鍵作用，同時也影響過程的動態溫度及水合揮發性鎢化合物的分壓.還原溫度高，顆粒粗，溫度低，可以繞過ＷＯ2的反應，粒度細.

（2）裝舟量.裝舟量的多少主要體現在料層厚度上，料層對水蒸氣對外擴散形成阻力.料層厚，阻力大，擴散慢，粒度就粗，反之亦然.

（3）推舟速度.如果推舟快，紫鎢在低溫區預熱不均便已推入高溫帶必將導致水分迅速、大量增加而不能及時排出，致使水合鎢化合物形成，導致顆粒長大.

（4）氫氣流量.增大氫氣流量有助於水蒸氣的迅速、及時排出，減少或避免水合鎢的生成，強化物質交換.流量大，粒度細，但也不能太大，太大容易帶出物料造成回收率低和爐管堵塞.

（5）氫氣濕度.濕度大容易生成水合鎢化合物，造成粒度長大.當氫氣露點為-65℃或以下完全可以達到幹氫狀態.

（6）通氫方式.順氫和逆氫都可以用於生產超細鎢粉，而且各有優點.

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與黃鎢或藍鎢相比，紫鎢具有：細長的針狀或杆狀單晶，比表面積大，活性高，透氣性好，氧指數小等一系列優異特性，因此特別適合氣固反應的條件，極易被還原，且晶粒不易長大.因此，以紫鎢為原料，通過降低還原溫度、減緩推舟速度、減小裝舟量和增大氫流量等優化工藝條件可以製備優質的納米鎢粉體.

紫鎢在還原過程中，粉體粒度隨時都在發生變化，這種變化主要來自兩方面.一方面是化學氣相遷移長大機理.鎢的氧化物與水蒸氣接觸時會生成一種揮發性水合氧化鎢（WO2（OH2）與H2發生還原反應，還原產物沉積在已經形核的金屬鎢粉上，從而使顆粒長大；另一方面是固相局部化學反應機理.隨著還原時間以及還原氣體濃度的增加，紫鎢與氫反應發生氣固多相還原反應.在紫鎢的針狀或杆狀晶體上會滋生出無數細小均勻的球狀二氧化鎢粒，紫鎢隨著氧原子的脫除逐漸進行晶格重排，最後逐漸轉變成串珠狀的金屬鎢粉.

紫鎢比表面積大、活性高、氧指數小、透氣性好，是最適合製備納米級鎢粉的原料.紫鎢採用傳統氫還原工藝，通過優化還原工藝參數，能製備優質的納米鎢粉.該製備方法流程短、穩定性高，且不對大氣排放CO2氣體，是一種環保型的生產方法。

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眾所周知,氧化鎢的物理特徵包括比表面積、孔體積、孔徑分佈。對銨鎢青銅(ATB)、氫鎢青銅(HTB)、紫色氧化鎢(TVO)和藍色氧化鎢(TBO)四種氧化鎢粉，利用吸附/脫附等溫線可以很好的測量出氧化物的物理特徵:如BET比表面積、微孔體積、中孔體積、微孔孔徑分佈和分數維數。

(1)TVO具有最大的中孔體積,最小的分數維數值,很光滑的表面,其有利於水分排出而讓氫氣進入,所以有利於使用氫還原法生產超細鎢粉。但因為最小的微孔體積,最大的平均孔徑,最窄的微孔孔徑分佈和具有楔形孔,這是不利於摻雜工藝的。

(2)HTB具有最大的微孔體積,最大的分數維數值(意味著很粗糙的表面),最小的平均孔徑和有一端開口、一端封閉的圓柱形孔模型,這對於摻雜工藝來說是理想的。

(3)ATB和TBO則有著比HTB小的微孔體積和比TVO小的中孔體積,ATB有裂縫狀的孔模型,TBO具有兩端開口的孔結構,對於氫還原工藝來說,ATB和TBO都沒有TVO理想,對於摻雜工藝來說,ATB和TBO都沒有HTB理想。

(4)在用於氫還原工藝或摻雜工藝之前都須研究氧化鎢的物理特徵。

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