三氧化鎢（WO₃）直接還原法也稱作三氧化鎢碳化法，用該方法可還原優質超細鎢粉，該工藝流程如下所示，生產過程所需的設備由混料器、制粒機、乾燥器及兩台回轉爐組成。

首先將三氧化鎢（品質分數，84%）粉末與炭黑（品質分數，16%）的混合料製成直徑為3mm的粒球，然後在兩台回轉爐中連續進行還原。反應過程中連續經過一系列中間產物：
WO₃→WO_2.9→WO_2.72→WO_2.0→W→W₂C→WC。

WO₃在第一台回爐內於1247℃、N₂氣氛中加熱，反應產物為WO_2.72、WO₂和W的混合物，超細晶粒形核發生在中間產物WO_2.72和WO₂的轉變過程中，這是由於WO_2.72本身晶粒細及WO_2.72向WO₂轉變時的體積急劇收縮及密度顯著增加而引起的。在物料中含有炭黑的情況下，不會形成促使晶粒長大的WO₂（OH）₂化合物，從而避免了WO₂（OH）₂的氣相遷移而發生晶粒長大。細小的WO₂轉變為超細W晶粒時顆粒不會變粗。在第二台回轉爐內於1500℃、氫氣氣氛中超細W直接被還原時，一般都添加少量晶粒生長抑制劑，以防止超細硬質合金中的晶粒長大。

實驗表明，在直接還原過程中，原始三氧化鎢和炭黑對還原鎢特性的影響表現在炭黑顆粒大小按C→B→A次序減小。當原始氧化鎢顆粒度為2.60微米和1.80微米時，還原鎢粒度幾乎不受炭黑粒度的影響，此時還原鎢粉末粒度均為0.50微米左右。採用粒度為1.00微米的三氧化鎢和細顆粒炭黑還原時，所準備的還原鎢粒度為0.36微米，此時還原鎢粒度大小取決於原始三氧化鎢粒度，還原鎢粉末與所準備的WC-CO合金具有細而均勻的結構組織。

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硬質合金球齒雖然具有較高的硬度以及抗衝擊性能，但是其本身的脆性較高且耐磨性較差。在掘進的過程中，由於球齒與岩層發生高速碰撞而產生的高溫會使得硬質合金的硬度有所下降而破碎的石英顆粒卻會在這樣的溫度下發生軟質相向硬質相的轉變。因而就會造成硬質合金潛孔鑽球齒的工作失效，是整體的掘進效率下降。硬質合金潛孔鑽球齒的主要失效形式包括磨損（磨粒磨損、表面疲勞磨損、黏著磨損）、斷齒、掉齒以及碎齒等，接下來我們將逐一探討幾種失效形式。

一、磨損：這是硬質合金潛孔鑽球齒失效形式中最為常見的，其還可細分為磨粒磨損、表面疲勞磨損以及黏著磨損。這是由於潛孔鑽的工作環境較為嚴苛，常常是在地下、井下作業，而潛孔鑽頭球齒除了在衝擊和旋轉切削破碎岩石與岩層發生磨損外，鑽頭所產生的氣流寫到的岩屑也會磨損球齒，尤其是在一些高風壓潛孔鑽頭中。硬質合金潛孔鑽頭球齒由內而外可分為中齒和邊齒，中齒主要用於破碎岩層，而邊齒既參與岩層的破碎，還有另一個重要作用就是保護鑽頭，以防止周圍岩石對鑽頭本身產生磨損。由於潛孔鑽頭在回轉切削岩石時邊齒靠外沿所以線速度較大，也最先發生磨損，因此一般來說邊齒的尺寸大於中齒尺寸，但其磨損速度相較于中齒高。另外，邊齒失效後失去了原本對潛孔鑽頭的保徑作用，鑽頭本身也就開始發生磨損，這也說明了邊齒的使用壽命直接影響了潛孔鑽頭的使用壽命。相關的研究人員經過大量的實驗總結出硬質合金球齒發生磨粒磨損的兩種機理，其一是碳化鎢WC和鈷Co受到均勻磨損，與拋光作用相類似，其二是鈷Co被先除去，而碳化鎢WC顆粒被拔出發生表面擦傷；表面疲勞磨損是由於硬質合金球齒與岩石發生相對滑動所產生的交變載荷引起的；黏著磨損則發生在硬質合金球齒與岩石硬度近似相等的狀態下，此時的硬質合金球齒發生塑性變形並與岩石產生相對運動，二者先粘接在一起後又彼此分離，在這一過程中硬質合金顆粒被剝離而產生磨損。

二、斷齒：在磨損的失效形式中就提到了邊齒和中齒的概念，所以斷齒也就分為中齒的斷齒以及邊齒的斷齒。再者邊齒對鑽頭起著一定的保護作用，對潛孔鑽頭的使用壽命影響最大。通常來說，潛孔鑽頭的邊齒與鑽頭端面呈斜35°角，由於力的作用是相互的，鑽頭在衝擊岩石時，發生偏心衝擊，同時鑽頭在回轉切削岩石時邊齒受到了岩石的摩擦力作用，兩力的合力在邊齒的齒根部產生一定的彎矩，這樣週期波動的作用力長期作用容易在邊齒內部產生裂紋源，從而導致邊齒斷裂。而中齒由於不產生偏心衝擊，其斷裂主要是由於岩石對球齒阻礙摩擦而產生的彎曲拉應力所導致的。

三、掉齒：發生掉齒和碎齒的情況也時有發生。硬質合金潛孔鑽頭球齒發生掉齒的原因主要有，其一鑽頭球齒在固定時不在同一水平面上，造成所有的球齒不能同時接觸岩石，個別球齒懸空為參與實際工作，產生拉應力波，球齒被拔出；其二潛孔鑽頭在作業的過程中被氣流吹起的岩屑磨損，導致部分球齒外露，從而減小了鑽頭剛體對球齒的束縛力；此外還有一種原因是潛孔鑽頭球齒在佈置時過盈配合不當，導致一些球齒的固緊力不足而發生脫落。

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目前，人們已經能夠用多種方法製備不同孔徑的多孔氧化鎢並且已經製備出了同時含有大孔、介孔和微孔的，或者只含有其中兩種孔尺寸的材料。這些材料在催化、選擇分離和感測器等方面有著重要的應用，然而，具有泡沫形狀的多孔材料一般比較脆弱，易粉碎。三氧化鎢是一個被廣泛研究的過渡金屬氧化物，因為它具有獨特的性質在變色器件、感測器等方面得到應用。另外，三氧化鎢基的摻雜複合物還具有催化作用。人們意思到三氧化鎢的形貌和結構與所期望的應用功能有著直接關係。

步驟：
通過濃縮含有雙氧水（H₂O₂）、甲醇、過鎢酸和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的溶液，製備了含有介孔的WO₃多維網狀結構。用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、粉末X-射線衍射(XRD)、熱失重分析(TG)、高解析度透射顯微鏡(HRTEM)和N₂等溫吸附(BET)等技術，對所製備的和煆燒後的WO₃網狀結構進行了表徵。

結論：
1. 光學顯微和SEM照片展示了這種形似泡沫的多維網狀結構的WO₃不論在煆燒前還是煆燒後都比較穩定，表現出自支撐的性質。
2. 放大的SEM圖表明，煆燒後網狀結構的壁是由WO₃的納米顆粒組裝而成的。
3. XRD衍射分析表明，WO₃泡沫煆燒前是非晶體，煆燒後為正交晶系的晶體。作為結構誘導劑的PVP具有廉價和穩定所製備溶液的優勢。

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染料敏化太陽能電池和有機-無機鈣鈦礦太陽能電池由於具有製作工藝簡單，理論能量轉化效率高，成本較低等優點，是非常有發展潛力的兩種新型薄膜太陽能電池。經過世界各國科學家的不斷努力，目前DSCs和PSCs的能量轉化效率(PCE)分別達到了13%和19%。DSCs中的對電極和PSCs中的背電極是整個光伏器件結構中重要的組成部分，除了形成整個電池回路的作用之外，它們分別起著催化還原電解質中氧化態組分和收集空穴的作用。DSCs對電極催化材料通常為Pt，PSCs背電極通常為Au或者Ag。

然而，這些材料的使用存在諸多問題。首先，Pt、Au、Ag是貴金屬，價格昂貴且儲量有限，勢必影響到未來的大規模生產。其次，Pt對電極易被DSCs電解質中的I-/I3腐蝕，而Ag背電極在PSCs中容易被有機-無機鈣鈦礦腐蝕，因此影響了DSCs和PSCs的穩定性。為了提高穩定性以及降低DSCs、PSCs成本，需要開發出高效、低成本、耐腐蝕的非貴金屬對電極和背電極材料。同時需要深入研究電池材料在器件中的作用和催化機制以及影響因素，以便為新材料的開發提供一定理論的指導意義。

實驗研究出新型高效低成本的三氧化鎢對電極，從化學組成、形貌、表面結構三個重要的角度深入研究了其對催化和DSCs性能的影響機制。為了進一步降低電池的成本、提高穩定性，成功製備了基於廉價碳材料的Pt-free和ITO-free的柔性三氧化鎢對電極並研究了其在擬固態電解質中的催化和DSCs性能。同時將上述廉價碳材料經過簡易的溶劑交換法，製備了適合有機-無機鈣鈦礦太陽能電池體系的低溫導電碳漿，從而成功構建了基於碳背電極的HTM-free和Metal-free的介觀異質結鈣鈦礦太陽能電池和平板異質結鈣鈦礦太陽能電池，並詳細研究了兩種器件的光電性能、介面電子-空穴分離與收集、長期穩定性等問題。

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偏鎢酸銨（AMT）是一種具有大分子量和高水溶性的鎢化合物，常溫下，AMT在水中的溶解度可達100g/mL。可以使用雙極膜電滲析法（BEMD），以鎢酸銨溶液為原料，製備偏鎢酸銨。

電滲析法是利用電場的作用，雙極膜內發生水的解離並在膜兩側分別形成H⁺和[OH]^-向電極的兩側發生定向移動，分別進入料液室（鹽室）和堿室。一般情況下水中離子都可以自由通過交換膜，除非人工合成的大分子離子。電滲析廣泛應用於化工、輕工、冶金、造紙、海水淡化、環境保護等領域。

電滲析法以鎢酸銨或仲鎢酸銨為原料經電滲析置備偏鎢酸銨的過程表現為：
1.將仲鎢酸銨加入到陽極室，當電流通過時，水在強大電場的作用下發生解離，並在膜兩側分別形成H⁺和[[OH]^-向電極的兩側發生定向移動，分別進入料液室（鹽室）和堿室；
2.H⁺進入進入鹽室中於WO₄^-結合，不再通過陽離子交換膜進入堿室，銨離子通過陰離子交換膜進人陰極室，陽極室偏鎢酸銨濃度增加；
3.[OH]^-通過陰離子交換膜進入堿室，與不斷遷入的銨離子相結合，不再經過交換膜進入到陽極室；
4.隨著電解過程的進行，鹽室中的銨離子不斷減少，氫離子不斷增加，鹽室中溶液的pH值不斷下降；
5.最後從陰極室放出偏鎢酸銨溶液，制得偏鎢酸銨。

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