仲鎢酸銨製備鎢酸鉍氣敏材料

目前普遍使用的氣體中乙醇含量檢測的設備是燃料電池型 (電化學型)和半導體型。半導體氣敏感測器是利用待測氣體與半導體表面接觸被吸附後引起半導體的電導率等物理性質變化來檢測氣體的。由於其具有易於實現集成化、微型化、靈敏度高、功耗低及安全可靠等優點,成為了氣敏感測器領域研究的熱點。目前常用做半導體氣敏感測器的半導體材料有SnO2、WO3、ZnO、NiO、MgO、BaTiO3等。半導體對氣體的吸附性能是影響氣敏性能的重要因素,而半導體材料的結構、形貌、尺寸及比表面積與其吸附性能直接相關。因此,開發具有特殊結構和形貌、比表面積大、吸附性能強以及高回應和高選擇性的新型半導體材料十分有意義。

氣敏材料

水熱合成法利用仲鎢酸銨、硝酸鉍製備特殊結構鎢酸鉍氣敏材料,其步驟如下:
1. 將硝酸鉍放入硝酸溶液,在30-50°C下攪拌至固體硝酸鉍完全溶解;
2. 加入仲鎢酸銨,並使用NaOH溶液調節體系的pH值為0.5-2;
3. 繼續攪拌2小時,停止攪拌,將混合溶液轉入壓力溶彈,壓力溶彈密封後放入電熱恒溫鼓風乾燥箱中,在140-190°C下反應10min-12h;
4. 反應完畢,取出、自然冷卻至室溫,經離心分離、洗滌、乾燥,然後真空乾燥l~3小時,得到三維鳥巢狀介孔結構鎢酸鉍氣敏材料。

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仲鎢酸銨製備稀土離子摻雜閃爍薄膜

無機閃爍材料是一種新型光功能材料,它在吸收X-射線、射線或其他高能粒子的能量後會發出紫外或可見光。閃爍材料的一個重要應用是與光電倍增管(PMT)、矽光二極體(Si-PD)或 CCD探測器耦合製成閃爍計數器,成為高能物理、核子物理和核醫學中的一個重要探測儀器。靜態成像用閃爍材料通常有三種形式:單晶、透明陶瓷和薄膜。仲鎢酸銨(APT)是製備無機閃爍材料的一種重要原材料,其摻雜入稀土離子,提高性能。

仲鎢酸銨製備稀土離子摻雜閃爍薄膜,步驟如下:
1. 將APT溶于去離子水中,形成APT水溶液;
2.加入絡合劑—檸檬酸,混合均勻得到含鎢元素的第一前驅體液,並控制pH值在7-10之間;
3.向含有可溶性Eu鹽、可溶性Ln鹽的水溶液或水與醇的混合液中,加入絡合劑混合均勻得到含Eu、Ln的第二前驅體液,其中Ln為Y、Lu、Gd、La中的至少一種,並控制pH值在2-4之間;
4.將含鎢的第一前驅體與含Eu、Ln的第二前驅體混合均勻,攪拌得到前驅體透明溶膠,其中Eu、Ln的濃度之和為0.02-2.0mol/L;
5.步驟4得到的前驅體透明溶膠通過旋塗或提拉法在襯底上形成前驅體膜;
6.前驅體膜於400-700℃預燒;
7.再置於700-1000°C環境下進行退火處理,得到稀土離子摻雜的仲鎢酸銨閃爍薄膜。

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鎢銅粉末注射成型工藝研究

基於傳統模壓工藝並結合了塑膠成型行業中的技術所形成的粉末注射成型工藝PIM(Powder Injection Molding),對於尺寸較小且結構形狀複雜的一些鎢銅製品有著良好的適用性。因此,我們在這裏分別從鎢銅粉末注射成型過程中的混料、注射、脫脂燒結等幾個關鍵工序中進行研究,分析和總結出該工藝的優勢和所存在的缺陷。

首先是粘結劑的選擇和混料的準備。粘結劑能有效降低粉末的粘結度,使其具有較好的流動性,並且起著維持坯體形狀的作用直至脫脂燒結。因而粘結劑的選擇是注射成型中的關鍵一環,其應滿足在產品燒結前不發生變形和開裂等缺陷,且易於脫除。現如今多採用熱塑性以及一些高聚物粘結劑,如石蠟、硬脂酸等等。在混煉時石蠟與硬脂酸都呈液態,不會破壞粘結劑的性質,其中粉末和粘結劑的添加順序也是對於坯料的最終狀態有著一定影響的。然後進行制粒,選取2-3mm的顆粒供注射成型使用。

接下來的注射成型工藝需要注意的參數控制有很多,如溫度、壓力、速度等。理論上說,在注射成型中,溫度和壓力對於成型性能的影響最大,為了將鎢銅混料壓入模腔中,注射機內的溫度必須足夠高,使得混料的粘度適中,不會發生兩相分離。而對於注射壓力(克服混料流向模腔的流動阻力,提供充模的速度以及對熔體進行壓實)和速度,在實驗中所表現出來的是二者存在一個最佳的匹配範圍,壓力和速度都不宜過大或過小。以下是注射溫度與相應形成坯體性能的對照表以及注射成型壓力和注射速度對坯體的影響:

鎢銅合金

從上圖中我們也不難發現注射溫度、注射壓力及速度所存在的最佳值域。由於注射充滿模腔的過程較為複雜,許許多多的參數都需要得到良好的控制,一旦出現不合理的控制就會引起各種大大小小的缺陷。這裏舉出幾種較為常見的注射缺陷及對應的解決辦法:其一欠注,指的是注射過程中餵料無法填滿整個模腔,相應的解決辦法是從注射溫度、加料量以及餵料本身粘度三個方面入手分析其中原因;其二出現孔洞,這也是最為常見的一種缺陷,對應的方法是注意注射和混煉中是否夾雜空氣並進行調整,檢查注射速度是否過快、注射壓力是否過高等;其三注射坯體質量不穩定,應考慮餵料是否均勻以及粉末與粘結劑是否發生偏析;最後是注射坯體表面的不光澤,有可能是因為注射料的不足或是模具表面的光潔度問題,可以通過適當增加注射壓力及速度和對模具進行修磨。

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APT製備AMT的熱降解法

通常,將APT和AMT的分子式分別寫成
(NH4)10W12O41·xH2O和(NH4)6H2W12O40·yH2O
 
在生產中, 為了控制和計量的需要, 應該確定結晶水分子數。這是對APT和AMT進行熱分析研究的首要原因。其次, 由上式可見, APT結晶中的NH4+應經熱解控制到需要的含量, 然後再經水化作用製成AMT。控制銨離子含量的重要因素是熱解溫度, 資料中給出的溫度數值, 因熱解設備而異;所給失重率的數據,變動範圍也較寬。這就要從基礎分析著手。熱分析是得力的方法之一。最後, 對APT和AMT進行熱分析的原因是, 由它們或由它們的摻雜品生產三氧化鎢時, 要求選擇最佳控制溫度。
 
從定量分析的角度看, 根據APT和AMT的熱重分析曲線(簡稱TG曲線), 便能夠確定它們的結晶水分子數根據它們的微分曲線, 便能確定各熱解階段的起始溫度。計算結晶水分子數的方法是:1.寫出熱分解化學反應式; 2.列出失重率方程式; 3.解方程式未知數。
 
由APT經熱解製備AMT, 從分子式組成看, 主要是脫除四個分子的NH3, 影響轉化率的重要參數是溫度。根據資料報導,的熱解溫度是多種多樣的, 例如, 廣西栗木礦選擇的熱解溫度為300℃;自貢硬質合金廠的熱解溫度為230-250℃。而美國專利中選擇的熱解溫度為275-300℃。這表明,APT的熱解溫度, 不僅和結晶結構有關, 而且和熱解爐結構有關。在生產操作中, 熱解設備和APT受熱狀況各不相同, 故各廠控制溫度的範圍有別。例如, 在固定床熱解爐作用下,APT料層較厚, 傳熱速率低, 控制溫度偏高一些是必要的。在回轉爐和流化床焙燒爐作用下,APT處於運動狀態, 傳熱較好, 控制溫度範圍偏低一些是合理的。
 
影響轉換率的因素, 首先是熱解溫度。若熱解溫度局部過高, 則生成不溶物三氧化鎢若局部溫度過低, 則APT除氣不足(四個NH3和兩個H2O), 不溶物增加。顯然, 從轉換工藝的要求看, 應當提供溫度均勻的熱解設備。這是提高APT轉換率的首要條件。其次, 熱解物的水合條件, 包括溫度、酸度等, 都會影響APT的轉換率。水合酸度的最佳值, 普遍建議為pH=3.6-4.2;而水合溫度則希望高一些。

AMT
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生日派對用鎢金金幣

現代人對於生日的概念已不再如古時那般淡然,人們會用許多方式來慶祝自己的生日,比如叫上親朋好友一起戶外遊玩慶生,或者去酒店點一桌美味大快朵頤,亦或者去KTV共同歡歌,當然也可以選擇邀請許多同學、同事、親人等等在自己家裏舉辦一個別開生面的生日派對。西方人會更傾向於在家舉辦生日派對,因為這樣才會使生日過得更有意義,也更難忘。那麼,除了錄影和照片之外還有什麼可以永久地紀念這一難忘的生日派對呢?
 
鎢金金幣,色澤金黃、外觀亮麗,是許多人用以紀念各種特殊日子、場合或者當做收藏品的不二選擇。對於生日派對也是一樣,舉辦生日派對的意義就在於紀念,這與鎢金金幣的使用本質不謀而合。因此,可以根據不同的需求雕刻不同的紀念圖案、文字來當做生日紀念幣,在紀念母難日的同時也紀念這個歡慶又長了一歲的難忘的生日派對。
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鑽石婚用鎢金金幣

人們稱結婚相愛相守60周年的婚姻為鑽石婚,是看透了所有的風景後依然陪著愛人看細水長流的如同鑽石般永恆珍貴的難得,是陪著愛人一起慢慢變老卻依然視對方如珍寶的美好。風雨同舟,白髮蒼蒼,然後在溫暖的爐火之下牽著手依偎在一起安靜地看書、安靜地睡著。許多人羡慕能夠相愛相守到老的夫妻,也羡慕這樣一種珍貴無比的愛情。鑽石婚紀念日,就是為紀念這樣一種美好而設立的節日。這是人生最為珍貴的婚姻盛典,兒孫滿堂、喜樂融融。
 
鑽石婚用鎢金金幣因其擁有堪比黃金般精美的外觀而為人們所喜愛。它具有很高的紀念意義和鑒賞價值,因此在這一盛典上,可以用刻有鑽石婚紀念日期的鎢金金幣,贈送給每個親人來見證和銘記這一刻的美好。鑽石婚用鎢金金幣經久不朽,富有質感,可永久保存並永恆地見證鑽石婚的美好。
鑽石婚用鎢金金幣
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銀婚用鎢金塊

在歐洲風俗的說法中,銀婚是夫妻結婚二十五年的結婚周年紀。二十五年,不長不短的時間,在這個時間裏子女正風華年少、而父母的雙鬢已添些許青絲。他們在互相尊重和彼此愛護中走過風風雨雨,在不斷操勞和嘔心瀝血的付出中帶大了子女。也正是應了那句“執子之手,與子偕老”的浪漫詩句。因此對於子女而言,在父母的銀婚周年紀送上一份珍貴的禮物是必不可少的。
 
銀婚用鎢金塊就是用鎢合金為原料打造而成的可紀念銀婚用的紀念品。由於鎢合金所獨有的耐腐蝕、耐磨損特性,使得銀婚用鎢金塊具有恆久的保質期和不變形不損壞的特性。這也恰可暗示父母的愛情長長久久、永不變形,十分適合用作銀婚紀念禮物贈送給父母。雖然銀婚用鎢金塊的價值不及黃金一般昂貴,但是它所具有的紀念價值十分高,樸實而內含深厚寓意。也正是因為它的價值沒有黃金高,才不致因偷盜、丟失等問題造成經濟損失。無論用什麼來紀念銀婚,紀念的本意是為了留住和銘刻美好,而鎢金塊的本意則是為了留住和銘刻美好的紀念。
銀婚用鎢金塊
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仲鎢酸銨製備NaLaMgWO6粉體

LED螢光粉NaLaMgWO6粉體是LED螢光粉基質。LED具有工作電壓低、功耗低、可靠性高、使用壽命長、環境友好和高能效等一系列優點,成為未來照明光源的發展方向。螢光粉在LED照明領域佔有重要的作用。鎢酸鹽是典型的自啟動的發光材料,發光光譜十分穩定,本徵發光譜帶很寬,佔據 可見光區域的大部分,鎢酸鹽中的陽離子強烈地影響發射帶的位置。鎢酸鹽可以由某些雜質啟動,這些雜質被摻入鎢酸鹽點陣中之後,可使其具有特殊性質的發光。故而,鎢酸鹽是一種發光性能優異的基質材料,仲鎢酸銨作為一種典型的鎢酸鹽,可以用來製備LED用NaLaMgWO6螢光粉體,其步驟如下:

1.按照一定比例分別稱取NaNO3、La(NO3)3、醋酸鎂和仲鎢酸銨,並將其溶解到去離子水中,然後加入檸檬酸,配製成溶液A;其中檸檬酸與NaNO3的摩爾比為(0.05〜0.2) :1 ;
2.然後調節溶液A的pH值至中性;
3.將溶液A置於水熱反應釜中進行水熱處理,然後將樣品取出進行離心、清洗、乾燥,得到樣品粉體;
4.樣品粉體進行固相燒結,得到NaLaMgWO6粉體;其中固相燒結條件為:室溫下,以1〜2°C /min速率升溫至200〜300°C,再以 3〜5°C /min速率升溫至500〜800°C,保溫3〜8h後,冷卻。

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仲鎢酸銨製備氟化催化劑

鎢粉氟化催化劑在氣相催化氟化鹵代烯烴反應中起著核心作用,工業上,常採用氣相氟化鹵代烯烴法製備。本文提出一種使用仲鎢酸銨和氫氧化鉻製備氟化催化劑的方法。

步驟:
1.將氫氧化鉻和仲鎢酸銨按品質百分比混合均勻,壓制成型,得到催化劑前驅體;
2.將步驟1得到的催化劑前驅體,在充滿氮氣的氛圍下於300°C~500°C焙燒6~15小時,煆燒過程中仲鎢酸銨受熱分解,產生大量揮發物,主要是氨氣,使得催化劑的比表面積高、孔容大,提高催化劑的催化活性;
3.在物質的量比為10 :1的氟化氫與氫氣組成的混合氣體中,於200°C~400°C下活化6~15小時;其中六價鎢不能被氟化氫氟化,而是被氫氣全部或部分還原為鎢單質;其中四價矽在200°C~400°C時不與氫氣反應,而與氟化氫反應得到四氟化矽,然後以氣體的方式脫離催化劑,如此不僅為催化劑提供孔道,而且增加催化劑的比表面積和孔容,提高催化劑的活性;而未被反應的四價矽能有效抑制高溫時催化劑的積碳;
4.再於200°C~400°C在物質的量比為10 :1的氟化氫與氯氣組成的混合氣體氛圍下活化6~15小時,得到氟化催化劑。其中,單質鎢與氯氣、氟化氫發生反應,得到氯化氫和沸點較低的 六氟化鎢,六氟化鎢以氣體的方式脫離催化劑,為催化劑提供孔道,同時增加催化劑的比表面積和孔容,提高催化劑的活性;而未被轉化的鎢主要以氧化物、單質或少量氟化物的形式留在催化劑中,起到抑制高溫時催化劑積碳。

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耐蝕硬質合金研究

傳統硬質合金一般由硬質相碳化鎢(WC)與粘結相鈷(Co)組成,由於Co在WC上有著良好的潤濕性,因而WC-Co硬質合金具有高硬度、高密度、高強度以及良好的化學穩定性,它也被廣泛地運用於一些耐磨零部件和切削工具的製造中。但是作為粘結劑的Co耐腐蝕性較差,尤其是對於沖刷腐蝕,因此在粘結劑中加入一些其他元素或者尋找新的粘結劑是目前相關研究人員的主要研究方向。Co氧化腐蝕的原理是WC和Co在腐蝕溶液中形成電化學的兩個電極,電解液包圍形成閉合回路。WC作為催化劑,促進了電解液中O2的分界,產生O2-,形成陰極;而Co作為陽極被氧化,造成腐蝕。

較為常見的鎳Ni元素可以有效替代鈷Co的粘結作用並且能在一定程度上改善硬質合金的耐腐蝕性。但是其所形成的硬質合金硬度(HRA)受到了影響,相比于原先鎢鈷類硬質合金下降了0.5-1倍,強度也只有鎢鈷類硬質合金的70-80%,只適合於對強度、耐磨性要求不高的場合。此外,在粘結劑中加入鉻Cr元素也是一種較為常見的方法。其可顯著降低硬質合金在腐蝕環境下的腐蝕速率,還細化了硬質合金晶粒,強化了粘結相,不僅僅提高了硬質合金的耐腐蝕性能,對於各項綜合性能都得到了一定的改善。有實驗以WC-10(CoNi)硬質合金為研究物件,在粘結劑中加入了不同含量的鉻Cr後對其耐腐蝕性能進行檢測,發現Cr元素的加入顯著提高了硬質合金的耐腐蝕能力,包括硬度也隨著Cr的含量的上升而有所提高。另一個研究則是用WC-9Ni-0.57Cr硬質合金模擬在海水中的腐蝕行為,該研究發現在深海高壓、腐蝕性的環境下就耐腐蝕性能而言,相比于傳統的WC-Co體系的硬質合金,以Ni-Cr作為粘結相的硬質合金有更好的耐腐蝕能力。

近年來,一些國外的相關學者還研究了碳化鈦TiC、碳化鉭TaC以及碳化鉻Cr3C2的加入對於硬質合金耐腐蝕性能的影響。他們認為適量添加TiC這類陶瓷複合材料的增強體,可使合金的韌性提高,並且TiC和TaC具有優良的化學穩定性,只溶解於一些強酸、超強酸和鹼性氧化物溶液中;而Cr在粘結相中溶解會相應地在其表層形成一層鈍態膜,會在不改變強度的前提下,顯著降低電流密度,且合金中Cr與Co的比值越高,合金鈍性也就越高。除此之外,在粘結劑中加入鋁Al也是相關研究人員的一種新嘗試。從理論上說,粘結劑中的Al能形成Al的金屬鍵化合物(Co3Al),會使得粘結相從結構和性能上發生根本性的改變,適量提高Al含量能夠提高合金高溫抗氧化性能以及耐腐蝕性能。最新的研究已進展到發展無粘結劑硬質合金,其不含或者含量極少的金屬粘結劑,硬度較高(可達95HRA以上),耐腐蝕性和抗氧化性也十分優異,但是斷裂韌性和抗彎強度較差,給加工帶來了極大的難度。總的來說,對於耐蝕硬質合金的研究主要包括三個方面,其一是粘結相的代替,其二是通過元素的加入強化粘結相,細化硬質相晶粒,其三是發展無粘結劑的硬質合金。

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