球磨固相反應法制備鎢青銅

鎢青銅的製備多採用電解法、濕化學法、熱還原法等。電解熔融鎢酸鹽與氧化鎢體系能獲得高質量的鎢青銅單晶樣品,並且能對樣品中M 元素含量及摻雜元素含量進行有效調控,但電解法制備時間長、產率低,不能滿足實際應用的要求; 濕化學法由於合成溫度相對較低,鎢青銅產物結晶狀態較好等特點而受到關注,但製備條件苛刻且製備週期較長; 熱還原法一般是將三氧化鎢、鎢單質和金屬M 的鎢酸鹽按適當比例混合,然後在惰性氣氛或真空下加熱,反應溫度一般為1000 ℃左右。熱還原法是早期製備鎢青銅的主要方法,缺點是需要較高的反應溫度以及產物的品質較難控制。
 
球磨固相反應法將K2WO4和WO3粉末混合球磨後進行真空固相反應,在750 ℃得到了單相的K0.27WO3鎢青銅多晶樣品。該合成方法簡便高效,為今後鎢青銅材料的批量製備及實際應用提供了可行性實例。
 
球磨後壓片的混合料在800 ℃時熔化,而在750 ℃時仍能保持原始塊狀,真空固相反應後的產物呈深藍色且沒有明顯雜質。圖1為所製備樣品的XRD 圖譜。從圖中可以看出,750 ℃和800 ℃的反應產物均為六方結構,衍射峰的位置及強度與鉀鎢青銅KxWO3( 0 < x < 0.33) JCPDS 標準卡片的衍射數據完全一致,說明球磨固相反應法制備的樣品單相性很好。

不同溫度下固相反應產物XRD圖譜
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鎢銅導電嘴

鎢銅導電嘴也常被寫成鎢銅導電咀,常見於焊接設備中。其一般位於焊槍的末端部分,用於導送焊絲。按照其內孔形狀可分為圓形、方形、橢圓形、三角形等。常用的導電嘴材料包括紫銅、黃銅、鈹銅、鉻銅、鉻鋯銅、鈹鈷銅等。在電阻焊加工過程中,不僅要求導電嘴具有良好的導電性,還要求其在高溫下依然具有較高的強度、抗磨損和抗電蝕性能。如今在實際的生產過程中,導電嘴材料多用普通的紫銅和鉻銅,其耐磨性較差,在焊接過程中容易發生粘附飛濺,造成焊嘴堵塞或是焊絲和導電嘴發生粘結,使導電嘴發生失效。而頻繁地更換導電嘴,就是焊接性能下降並影響了整體的工作效率。而鉻鋯銅和鈹鈷銅相比於純銅材料都有著較高的室溫硬度,耐磨性也較為優良。但是其來源較少、製備工藝相對複雜且成本相對較高。

鎢銅材料兼具鎢和銅兩種材料的優勢,其不但具有較高的硬度,還具有優良的抗磨損、抗電蝕能力以及較高的軟化溫度。無論是作為電阻焊中對應力有特殊要求的電極,還是電弧焊中所使用的導電嘴,鎢銅材料都有著極大的優勢,是電加工以及焊接加工場合裏的重要角色。鎢銅導電嘴是鎢銅粉末燒結而成的,鎢骨架均勻分佈在銅基體上,當溫度超過銅的熔點溫度時,液態銅能將鎢骨架粘為一體並構成良好的導體與散熱通路,使得鎢骨架在加工過程中不會發生局部過熱的現象。

從理論上說,金屬的室溫強度取決於兩個基本因素:一個是金屬原子的結合力,另一個是對位錯運動的阻力。常見的通過增加位錯運動阻力提高強度的方法有冷作硬化和拆出強化。但是這些方法會隨著溫度的升高效果逐漸降低直至消失,還有一些依靠沉澱相析出強化的銅合金,在升高至一定溫度時,沉澱相會重新融入基體,使得材料的強度急劇下降。相比之下,鎢銅材料在高溫下不會發生相變、再結晶以及重結晶等現象,理化性能穩定。有實驗表明,70W-Cu的硬度和導電率都好於鈹鈷銅,而軟化溫度也是其的兩倍以上。因而作為閃光對焊電極或是對耐磨性能要求較高的弧焊用的導電嘴都能良好適用。以下是鎢銅導電嘴與黃銅導電嘴的性能對比:

鎢銅導電嘴
















從表中我們不難看出鎢銅導電嘴相比於黃銅導電嘴的使用壽命更長,焊接性能較好,能夠有效提高整體的工作效率。另外,在垂直自動焊中,當焊接件的板厚為22-28mm,焊絲直徑為φ2.4mm,導電嘴孔徑為2.8mm時,鎢銅導電嘴和鉻銅導電嘴的焊後磨損情況差別較大。鎢銅導電嘴在焊接20m後,孔徑能夠依然保持圓形不變,可繼續焊接工作;而鉻銅導電嘴焊接2m左右,圓形導電嘴就因耐磨性不佳而發生單邊偏心,孔徑發生擴大,無法繼續焊接。總的來說,鎢銅導電嘴的硬度高、熱硬性好、耐磨性好、耐電弧燒蝕能力強、抗粘附,是一種具有廣泛運用前景的導電嘴材料。

WO3脫二噁英、脫硝催化劑的製備

蜂窩式脫硝催化劑二噁英是指含有兩個或一個氧鍵連結兩個苯環的含氯有機化合物總稱,為毒性最強,非常穩定又難以分解的一級致癌物質,而且具有生殖毒性、免疫毒性及內分泌毒性。脫二噁英催化劑的主要活性成分為二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化鎢、氧化鈷等過渡金屬氧化物,或者貴金屬(鉑、金等)。研究一種高效、經濟的兼具脫二噁英和脫硝功能的催化劑十分有必要。
 
煉油廠產生的廢舊加氫脫硫催化劑中含有大量的鋁、鎢、鎳、鈷、釩等金屬,是一種相對廉價的資源。對其進行回收利用不僅可以使得資源迴圈利用起來,而且可以減輕環境污染的壓力,因而成為研究熱點。實驗表明,廢舊加氫脫硫催化劑可以用來製備三氧化鎢脫二噁英、脫硝催化劑,其製備步驟如下:
 
1.對廢舊加氫脫硫催化劑進行預處理,先用去離子水清洗,然後乾燥;
2.二氧化鈦於活性組分三氧化鎢混合,按照偏鎢酸銨與鈦酸品質比1:9進行混合,製成懸浮液,過濾,焙燒濕潤粉末,得到負載三氧化鎢的二氧化鈦載體;
3.球磨混合,將步驟2得到載體與步驟1經預處理的廢舊加氫脫硫催化劑加入到球磨機中球磨,得到原料混合粉,同時加入草酸(或檸檬酸),並加入水混合均勾;
4.乾燥步驟3得到的催化劑半成品,並煆燒,得到兼具脫二噁英與脫硝的三氧化鎢催化劑成品。
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廢舊加氫脫硫催化劑回收三氧化鎢

廢舊加氫脫硫催化劑由於我國石油資源不足,對高硫含量的中東原油進口逐年增加,導致我國成品汽油的硫含量較高,因此如何降低成品汽油中的硫含量成為了一個非常重要的問題。我國目前的脫硫技術尚為缺乏,國內催化劑企業智慧選擇與外資合作,造成了脫硫催化劑的製造成本居高不下。另外,由於脫硫改造密集上馬,國內催化劑市場變得魚龍混雜,大部分催化劑的使用壽命都比較短,一般3年左右就需要更換,因此產生了巨大量的廢舊加氫脫硫催化劑。
 
一般廢舊鎢基脫硫催化劑中的鎢成分主要存在形式有三氧化鎢和二硫化鎢。鎢是一種稀有金屬,在自然界中分佈廣泛於各類岩石中,但是較為稀散。因此回收廢舊脫硫催化劑中的鎢(三氧化鎢等)是非常必要的。
 
回收廢舊脫硫催化劑中的二硫化鎢和三氧化鎢的具體操作步驟為:
1.將廢催化劑裝入反射爐的副爐,在600~650°C下焙燒8~10小時,期間每20~30分鐘翻料一次;
2.移入主爐,在700~750°C下繼續焙燒8小時,仍需每20~30分鐘翻料一次;
3.直到爐料顆粒內已經黑心時,表明已經達到焙燒終點,出料,自然冷卻,粉碎,含三氧化鎢的廢舊脫硫催化劑焙燒料;
4.將焙燒料溶於一定濃度的氨水中,經沉降、過濾除去濾渣,得到鎢酸銨溶液;
5.母液蒸發結晶、中和pH值、冷卻、分離得到仲鎢酸銨結晶;
6.而後控制條件焙燒獲得三氧化鎢。
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Behr Labor-Technik碳硫分析儀與鎢粒

在德國有許多碳硫分析儀的著名品牌:Eltra(埃爾特),Elementar(艾力蒙),Behr Labor-Technik(貝爾)。 其中德國艾力蒙作為化學元素分析領域的全球領導者,其CHNOS元素分析儀,在全球佔有95%以上的市場份額。德國的貝爾碳硫分析儀器具備較高的品質和可靠性,其實用性也是廣受歡迎的原因之一。

貝爾實驗室技術已有50多年的研發、生產和銷售實驗室設備的經驗,從一家小型的家庭作坊現在發展成為國際化的品牌。目前,該品牌的一個工作重心是食品分析的實驗室設備,多年來,貝爾實驗室技術一直在此領域引領著德國的產品。根據標準的分析技術方法,在全世界的每一處都在進行對食品品質的定期檢測。貝爾實驗室技術提供了使用於這些檢測的設備的裝置,其在實驗室的日常工作既安全又簡便。

於1951年,Behr Labor-Technik成立於德國,研發、生產和銷售實驗室設備, Behr Labor-Technik碳硫分析儀主要選用鎢粒作為主要的助熔劑,其中C50HT、S50和CS50系列分析儀器對碳硫含量的分析速度比較快、其分析結果較為準確且具備較高的可靠性,包括低至ppm級的含量到高至%級的含量。目前該類型碳硫分析儀器還廣泛應用於鋼鐵,有色金屬,合金,碳化物,陶瓷,礦物,煤,可樂,油,灰,催化劑碳酸鹽,土壤,沉澱物,石膏,塑膠,廢棄物,沙子,玻璃等。Behr Labor-Technik碳硫分析儀的分析原理是通過高溫燃燒後用非分散紅外線技術(NDIR)測定二氧化碳和二氧化硫的含量。NDIR是在氣體吸收理論的基礎上進行的一種方法。紅外發光源發出的紅外輻射經過一定濃度待測的氣體吸收後,于氣體濃度成正比的光譜強度會發生改變,所以,所得的光譜光強的變化量能反面測出待測氣體的濃度。

鎢粒

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HORIBA碳硫分析儀與鎢粒

HORIBA(掘場)品牌在日本成立於1953年1月26日,領導著全球的分析技術和測量系統的供應。在過去的幾年裡,該品牌一直致力於環境的保護,並且取得了長足的發展,為全球的環保,安全和健康事業做出了巨大貢獻。無論在基礎或是應用技術領域上,掘場都秉持要將技術發展到極致的歷練,致力將碳硫分析儀的品質和可靠性進行進一步提升。始終遵循最高標準。

其中EMIA系列是HORIBA碳硫分析儀主要的產品,該系列儀器具有燃燒控制功能的高頻感應加熱方式,這樣既可以對金屬材料等無機物進行分析,還可以分析煤炭等非金屬材料和有機物,也可根據樣品和用途不同選擇最合適的加熱方式。另外,採用粉塵篩檢程式加熱機構可以減少SO2的吸附,這樣就能增強分析硫的結果的穩定性。採用四個非色散紅外檢測器,也就是CO、CO2高、CO2低、SO2紅外檢測器,並可以按照用戶要求增加自動清掃機構,從而實現了高精度高功能、操作簡便、快速的碳硫聯測。並可直接進行網路的資料傳輸。該系列儀器具有強大的資料解析處理功能,具備了提取、加熱、動態顯示釋放曲線、圖形比較、差分運算處理等優良功能,豐富的資料處理軟體為生產、科研提供了簡便、高效的分析手段。除此之外,採用鎢粒作為助熔劑的EMIA系列的HORIBA碳硫分析儀通過對板極電流兩端升溫設定,這樣就能通過改變加熱條件來分析。這個功能能對表面碳元素和樣品內部的碳元素進行分別的定量分析。

鎢粒

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銨鎢青銅的拉曼光譜表徵和光催化性能

拉曼光譜表徵
對於鎢青銅的拉曼光譜研究,材料在晶胞參數及化學環境上的微小變化都會引起 Raman峰位的移動。圖1為不同鉭摻雜量的Raman光譜圖,由圖可知在650~850cm-1處存在較寬的Raman譜帶屬於O—W—O的彎曲振動模式,在958cm-1附近較窄的 Raman峰屬於 W=O 鍵的伸縮振動模式。從圖可知,隨著鉭摻雜量的增大,兩處 Raman峰位均向低波數移動,峰強度明顯增強,且振動峰明顯寬化。
 
導致振動峰紅移的因素有兩個,即晶格膨脹和晶粒變小,結合XRD的分析結果可知,氧化鎢由於鉭摻雜進入導致了晶格的膨脹,W—O鍵被拉長。
 
光催化性能
圖2為在紫外光照射下,以不同鉭摻量的TaxWO3 作為催化劑,羅丹明B溶液的降解曲線變化情況。由圖可知,a曲線為溶液中未放入催化劑時對羅丹明B幾乎無降解,b~e曲線以不同鉭摻雜量TaxWO3 作為催化劑,隨著TaxWO3 材料中鉭摻雜量的增加,使羅丹明B的降解率大幅度提高,尤其是當TaxWO3 材料中Ta/W 為0.16時,在紫外燈下照射3h,對羅丹明B的降解率達到75%以上。

拉曼光譜和光催化性能研究
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鎢合金遮罩件在輻射技術中的應用

鎢合金遮罩件在輻射技術中的應用隨著核技術的不斷發展和應用,輻射技術在醫療、輻射加工、發電、食品安全、工業探傷等方面顯示出了巨大的潛力。輻射技術與高分子材料學、環境科學、生物技術及醫學領域息息相關,其主要利用輻射源放出的輻射(如伽馬射線、X射線、中子等)與物質發生電離作用和激發作用產生活化原子與活化分子,使之與物質發生一系列物理、化學變化,從而改善和改變物質的品質和性能或導致物質的聚合、降解與交聯改性以及製備新物質。輻射技術的特點是附加值高、能耗低、應用面廣,廣泛應用於高分子及半導體改性、食品保鮮、醫療用品的輻射滅菌等。輻射技術可分為輻射交聯、輻射固化、輻射硫化、輻射降解、輻射接枝改性。

輻射技術在帶來便利的同時,其伴隨而來的輻射危害也是不容忽視。輻射最大的長期健康風險是癌症,其是通過攪亂機體中阻止細胞癌變的機制,從而使癌症風險大大提高。輻射還可通過各種途徑進入人體,引起內照射損傷,導致疲勞、頭昏、失眠、皮膚發紅、潰瘍、出血、脫髮、白血病、嘔吐、腹瀉等症狀。除此之外,輻射還會增加畸變、遺傳性病變發生率,影響後代的健康。在受到輻射照射的情況下,可導致遺傳基因發生改變,若生殖細胞中的DNA受損,則新生一代將繼承母體改變了的基因,從而導致後代出現缺陷。據瞭解,胎胚和胎兒對輻射的敏感度較高,在胚胎植入前接觸輻射可導致死胎率上升;在器官形成期接觸輻射,則升高的是胎兒畸形率和新生兒死亡率。

鎢合金遮罩件被廣泛應用於遮罩和吸收輻射技術使用過程中產生的輻射。專家們發現,輻射遮罩件材料的輻射遮罩能力與其密度密切相關,更高的密度意味著遮罩件能更好地阻止並吸收輻射射線。由於鎢合金材料相比於大多數的其它輻射遮罩材料具有更高的密度,因此與其它材料(如鉛)相比,鎢合金遮罩件能表現出更好的輻射遮罩能力。鎢合金遮罩件具有很強的γ射線直線衰減能力,這意味這在同等遮罩能力下,鎢合金遮罩件的體積更小且更薄。使用與鉛遮罩件相同厚度的鎢合金遮罩件時,鎢合金遮罩件吸收輻射能力更強。

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WO3加氫脫硫催化劑——再生煙氣處理 2/2

脫硫催化劑3.製備成品催化劑
在去離子水中加入活性組分絡合劑(檸檬酸或磷酸),升溫至70°C以上,在不斷攪拌下加入所需量的鈷鹽、 鎢鹽、 鎳鹽,攪拌至完全溶解,即得活性組分共浸液;將催化劑半成品放入活性組分共浸液中浸漬0.5~1小時,再於110~150°C烘乾2~6小時,200~500°C焙燒2~5小時,獲得三氧化鎢加氫脫硫催化劑。 其中三氧化鎢含量為12%~15%;氧化鎳含量1.0%~1.5%;氧化鈷含量為2.0% ~3.0%;硫酸亞鐵含量為2%~4%; 二氧化鈦含量為20%~30%;其餘為γ型氧化鋁。
 
這種三氧化鎢加氫脫硫催化劑的製備過程中未使用金屬硝酸鹽,避免焙燒過程時產生NOx氣體,製備過程清潔無污染。其使用方法是將含硫氣體引入硫磺回收裝置的尾氣加氫單元,而後採用制得的加氫脫硫催化劑處理,加氫尾氣經溶劑吸收,然後再生,其再生的硫化氫返回 Claus單元回收硫磺,淨化的尾氣經焚燒爐焚燒後達標排放。
 
這種尾氣脫硫處理方式具有如下優勢:
1.使用溫度低,可在入口溫度220~280°C的條件下,用於含硫氣體的加氫反應;
2.無需增加任何設施,含硫氣體可直接引入硫磺裝置尾氣處理單元處理,是較理想的含硫氣體處理方式;
3.硫化氫再生返回流程,不僅回收硫資源,而且避免了環境污染;
4.該種三氧化鎢加氫脫硫催化劑的活性較常規Claus尾氣加氫催化劑高出30%,且使用溫度低 60°C以上,其節能降耗效果顯著,具有良好的經濟效益和環保效益。 
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WO3加氫脫硫催化劑——再生煙氣處理 1/2

汽油吸附脫硫的吸附劑吸附飽和後需焙燒再生,而再生煙氣中含有較高含量的二氧化硫氣體。若使用堿液吸收方法予以脫除會產生二次污染,同時造成硫資源的浪費。一般,再生煙氣中的二氧化硫體積含量高達5.4%,氧氣體積含量最高達到3.0%,溫度只有160°C。然而現有技術的 Claus 尾氣加氫催化劑要求二氧化硫體積含量小於0.5%,氧氣體積含量小於0.05%,溫度在280°C以上,不能滿足汽油吸附脫硫再生煙氣加氫的要求。

脫硫催化劑
 
中國專利指出一種新型的含硫氣體處理方法,並開發一種對二氧化硫加氫活性高,且使用溫度較低的三氧化鎢加氫脫硫催化劑,同時回收硫資源,避免環境污染。催化劑製備步驟如下:
 
1.製備載體:取鈦鋁複合幹膠(孔容大於0.6mL/g,比表面積大於250m2/g,鈉含量小於0.1%,S042-含量小於0.2%)、粘結劑(如水、 硝酸、 乙酸、 草酸、 檸檬酸)、擴孔劑(如聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、田菁粉、檸檬酸、澱粉等)加入捏合機,擠出成三葉草型孔板 (或其他形狀);於110~150°C烘乾2~4小時,500~600°C焙燒2~5小時,制得催化劑的載體;
 
2.製備半成品
在去離子水中加入穩定劑(檸檬酸、醋酸、鹽酸或亞硫酸),攪拌混合溶解; 加入所需量去氧助劑,攪拌至完全溶解,形成穩定的溶液;放入載體浸漬0.5~1小時,再於110~150°C烘乾2~6小時,200~ 500°C焙燒2~5小時,獲得催化劑半成品;
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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。

 

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