當超聲波能量足夠高時，就會產生“超聲空化”現象，即指存在於液體中的微小氣泡（空化核）在超聲場的作用下振動、生長並不斷聚集聲場能量，當能量達到某個閾值時，空化氣泡急劇崩潰閉合的過程。空化氣泡的壽命約0.1μs，它在急劇崩潰時可釋放出巨大的能量，並產生速度約為110m/s、有強大衝擊力的微射流，使碰撞密度高達1.5kg/cm2。空化氣泡在急劇崩潰的瞬間產生局部高溫高壓（5000K，1800atm），冷卻速度可達109K/s。超聲波這種空化作用大大提高非均相反應速率，實現非均相反應物間的均勻混合，加速反應物和產物的擴散，促進固體新相的形成，控制顆粒的尺寸和分佈。

超聲空化法因其獨特的物理效應和化學效應在製備納米三氧化鎢能收穫很好的效果。因為在超聲空化作用下產生的高溫和在固體顆粒表面產生的大量氣泡都大大降低了晶核的比表面，從而抑制了晶核的聚結和長大。另外超聲空化作用產生的衝擊波和微射流的粉碎作用使得凝膠沉澱以均勻的微小顆粒存在。利用超聲空化技術，通過空化時產生的局部高溫、高壓或強衝擊波和微射流等作用，可以較大幅度地減少納米粒子間的結合力，從而有效地阻止團聚現象的產生，有利於製備了具有微孔結構高比表面積、高結晶度的納米三氧化鎢。

製備方法是：勻速把配置好的鎢酸鈉溶液加入陽離 子樹脂交換柱中，交換後的鎢酸溶液放入燒杯，冷卻後會形成凝膠。放置1~2天后，加入蒸餾水超聲分散凝膠20min，在8000r/min下離心分離1h 得到沉澱物。然後在重複上述過程1、4、7、10次後在室溫下分別進行真空乾燥或100℃乾燥，可得含少量結晶水的不同納米級微孔三氧化鎢樣品。

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納米金剛石塗層多見於硬質合金刀具等平面體的應用中，像硬質合金球這樣的球體或曲面上需要採用有別于傳統的化學氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition，CVD）和物理氣相沉積法（Physical Vapor Deposition，PVD）新型工藝。這些新的工藝方法在基於傳統工藝的基礎上根據基體的物理性質、化學性質以及形狀或表面特性等的不同，加以改進，形成適用性更廣的沉積工藝，如微波等離子體CVD法（在750℃矽襯底沉積納米金剛石膜）、熱絲化學氣相沉積法（可製備厚度達3μm的球面金剛石膜）、直流電弧等離子體噴射法（在鉬Mo襯底上成功製備出厚度大於500μm的球面金剛石厚膜）。

在硬質合金球上沉積納米金剛石塗層的意義在於其可以有效地減少機械設備中零部件的磨損，這也是導致一些機械零件失效的直接原因。隨著科學技術的不斷發展，一些機械設備的工作環境要求也不斷變得嚴苛，如超高溫或超低溫、高載荷以及真空度高等都給機械設備帶來了極大的難題。若僅僅依靠傳統的潤滑油脂已經難以滿足如今的潤滑需求，這就使得固體潤滑劑得到了較大的發展空間。固體潤滑材料一般可分為固體粉末潤滑劑、固體潤滑膜以及自潤滑複合材料三類。如今已經成功投入生產的固體潤滑膜已有二硒化鎢（WSe₂）、氮化硼（BN）、二硫化鉬（MoS₂）、金（Au）、銀（Ag）、鉛（Pb）等，而納米金剛石薄膜就屬於固體潤滑膜中的一種，其所具有的高硬度、低摩擦係數、良好的化學穩定性、高熱導率以及高彈性模量使其具有廣闊的應用前景。

此外，納米金剛石固體潤滑膜還可應用於一些制藥機械的軸承滾珠，目前這些軸承滾珠大多採用氮化矽（SiN）等陶瓷材料，這會使得成本偏高且耐磨性及彈性模量等性能有所欠缺。而如果直接採用價格相對較低的硬質合金球，雖然在一定程度上降低了生產成本，但是硬質合金球的組成成分中含有鎢W、鈷Co等重金屬元素，若發生磨損這些重金屬元素會滲入污染藥品，危害了服用者的健康。因此，納米金剛石固體薄膜的沉積一方面提升了軸承球的硬度、耐磨性能以及使用壽命，另一方面納米金剛石膜層磨損後滲入的小部分碳粉對人體危害極小，幾乎可忽略不計。

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本文提供一種既能處理白鎢精礦、高鈣黑鎢精礦及尾礦，又能處理鎢細泥及難選低品位鎢礦，同時能提高鎢的回收率、降低堿耗量，制取仲鎢酸銨的方法。

具體步驟為：
1. 濕磨：使98％以上含鎢物料顆粒達到50μm；
2. 溶解：按原料的性質，含雜質量的高低，在進料的同時，加入料重1～20％的鋁氧化物或鋁鹽，目的是使浸出鎢的同時將大部分的P、As、Si留在渣中；按原料中含鈣量的高低，在進料時還應加入料重1～20％的磷的氧化物或磷酸鹽，使鈣生成CaPO₄進入渣中，鎢轉化成可溶性鎢酸鹽進入溶液，浸出溫度控制在100℃以上，浸出劑含NaOH為350～550g/L，液固比為1∶0.8～1，浸出時間為1.5～4小時，氣壓大於0.1MPa。



3. 分解後的物料經稀釋過濾，洗滌3～4次，濾液澄清，蒸發結晶、過濾，得到工業用鎢酸鈉產品；過濾後剩下的母液補充堿後，可以繼續作為浸出劑使用。
4. 離子交換：將所得的鎢酸鈉結晶溶解後，再過濾、稀釋、澄清；也可直接將步驟3沒有結晶的澄清液進行離子交換，只是耗堿量更大；
5. 除鉬：加入含硫為80～150g/l的(NH₄)₂S溶液理論量的4～5倍，用以絡合鉬保留在結晶母液中；
6. 濃縮結晶，制得仲鎢酸銨晶體。為深度淨化除去Mo、As、P、Si等雜質，再用含NH₄NO₃或NH₄Cl為2～4％的溶液在30～50℃下進行3～4次淋洗，洗滌、烘乾。

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傳統的鎢軟廢料回收處理有兩種工藝方法，如下：
1. 首先將軟廢料通過NaOH溶液蒸煮轉化為鎢酸鈉溶液，結晶出鎢酸鈉晶體；然後再將該晶體溶解於迴圈的母液中、重新生成鎢酸鈉溶液，再通過有機萃取劑萃取溶液中的鎢並純化得鎢酸銨，最後經蒸發得目的物仲鎢酸銨；

2. 採用離子交換法回收處理，首先將母液酸化(調pH)，再採用弱鹼大孔離子交換樹脂吸附母液中的鎢，要得到仲鎢酸銨還得再經離子交換，用氯化銨+氨水解吸得鎢酸鈉溶液，最後經蒸發處理得仲鎢酸銨。

針對傳統工藝的缺陷，為達到縮短工藝流程，提高鎢的回收率，降低生產成本及防止環境污染等目的，有研究提出一種新的回收方法，具體步驟如下：
1. 帶壓氨水浸出：將鎢濕法治煉過程中產生的含鎢軟廢料與稀氨水混合後，在0.2～0.6Mpa及120～200℃溫度下浸出反應1～3小時；稀氨水的NH3與含鎢軟廢料中WO₃的摩爾比為2.5～4.5∶1；
2. 過濾除渣：將經步驟1浸出反應後的料液送入篩檢程式，過濾除渣；
3. 結晶、分離：將由步驟2所得過濾液送入蒸發器，在50～100℃溫度下蒸發濃縮至料漿中母液的密度為1.02～1.10g/ml止，最後經固液分離即得仲鎢酸銨晶體。

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由於近年來鎢資源的不斷開採，優質鎢礦越來越少，而含鉬較高的鎢礦石將成為鎢冶金中的主要原料，這勢必給工業生產帶來很大的不利。隨著鎢鉬產品價格的不斷上漲，合理地綜合利用仲鎢酸銨（APT)生產過程中所產生的含鎢鉬渣，不僅能為企業資源再利用創造利潤，而且也為國家創造財富。

目前，處理APT生產工藝中硫化後含鎢鉬渣的方法有：
1.以副產品的形式賣給鉬的生產廠家進行單一的鉬的回收，這一舉措在很大程度上浪費了鎢的再利用；

2.將硫化後鉬渣返回到球磨工藝，與鎢精礦原料進行搭配處理。
該工藝缺點是：
1）增加了球磨與離子交換工序的處理成本，鎢渣中鎢的含量得不到有效控制；
2）鉬渣中大量的雜質元素，對離子交換工序中樹脂的傷害較大，容易造成樹脂中毒，帶來更大的經濟損失；
3）大量的鉬，留存在鎢渣中，以廢渣的形式處理，不利於鉬的有效回收；
4）增加工人的勞動強度。



3.將國內現有APT生產工藝過程中，硫化除鉬工序所產生的硫化沉澱後含鎢鉬渣，浸入到氨水溶液中，在鈦材結晶鍋中通入水蒸汽，反應後過濾冷卻，濾液硫化除鉬，得到合格APT產品以及含鉬渣。
此法優勢在於：
1)有效的利用資源，減少氨氣對環境的污染；
2)有效富集鉬，為下游產業提供很好的原料，充分利用寶貴的資源。

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電致變色材料之所以能實現電致變色主要在於材料的化學組成能帶結構與氧化還原特性。例如，通過對附加電場的改變使材料中的離子、電子被注入和抽去，改變薄膜對光的吸收特性、薄膜中載流子濃度或者薄膜中等離子的振盪頻率，調節薄膜對光線的反射 率，但各種變色材料的詳細機理尚未完全查明。三氧化鎢（WO₃）雖說是最早被發現的變色材料，但是其電致變色機理一直存在爭論。Deb、Faughnan與Schirmer通過實驗資料與理論分析分別建立了模型來解釋三氧化鎢薄膜的電致變色機理。

Deb模型
即最早發現並製作出三氧化鎢薄膜變色器件的研究者建立的模型，又稱色心模型，1973年Deb對採用真空蒸發法製備而成的無定形WO₃研究，發現陰極注入的電子被WO₃形成的正電性氧空位缺陷捕獲而形成F色心，最終提出無定形WO₃的 離子晶體結構類似於金屬鹵化物，（在堿鹵晶體上的兩個電極施加電壓並加熱到約700℃，觀察到光吸收，從點狀負電極注入的電子陷入陰離子空位，根據電中性 和電流連續性要求，正電極附近的陰離子空位將向陰極運動，即有陰離子向正電極的淨運輸，在正電極放出鹵。如果外電壓極性倒轉，則伴隨著鹼金屬在負電極的釋 出而產生空穴中心，光吸收消失），捕獲的電子不穩定，很容易吸收可見光光子而被激發到導帶，使WO₃膜呈現出顏色。這一模型解釋了著色態WO₃膜在氧氣中高溫加熱退色後，電致變色能力消失的現象，是最早提出的模型，但Faughnan認為在氧缺位量很大時的WO_3-y膜（y=0.5）中難以產生大量色心。

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電致變色（eletrochromism）是指在材料上添加交替變換的電場，變化的電場相當給材料注入或抽取電荷（離子或電子），使得材料的透射率與著色狀態發生改變，材料外觀表現為顏色及透明度的變化，而且這種改變是可逆。當然並不是所有的材料都能電致變色，已經發現的電致變色的材料一般可將其分為兩類：一類是無機電致變色材料，主要是過渡金屬氧化物或水合物，CeO₂-TiO₂、NiOx、WO₃、MnO₂等；另一類是有機電致變色材料，從結構上分主要有各種有機雜環化合物如聯吡啶鹽類、導電聚合物類、金屬有機聚合物類和金屬酞花菁類。

三氧化鎢（WO₃）是一種過渡金屬氧化鎢，由於其特殊的物理、化學性能，被廣泛用於氣體感測器、光催化劑、變色器件等，具有比較廣闊的應用前景。三氧化鎢薄膜作為一種電致變色材料，是屬於無機電致變色材料，也是最早被採用的電致變色材料，1969年Deb首次用無定型WO₃薄膜製作電致變色器件，並提出了“氧空位機理”，經過差不多半個世紀的發展，三氧化鎢薄膜已經被廣泛應用於生活中的各種玻璃上。

變色玻璃替代普通玻璃有以下幾點優點：
（1）夏天的時候，室外紫外線過強，通過改變玻璃的顏色，從而改變其對紫外線的反射率，減少紫外線與熱量進入室內的總 量，不僅使室內保持涼爽而且能使部分傢俱避免因陽光暴曬而縮短使用壽命；
（2）冬天則是相反地通過改變玻璃的顏色，增加室內的溫度；
（3）通過改變玻璃的 顏色，調節玻璃對所有光線的反射率，使室內的光線保持在最舒適的亮度；
（4）將變色玻璃應用於汽車的後視鏡上，使得汽車後視鏡具有反炫目功能。

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薄膜材料具有光學性質、電學性質、磁學性質、化學性質、力學性質、熱學性質，薄膜材料 具有多種特性因而在許多領域得到應用，例如用作電學薄膜、光學薄膜、硬質膜、耐蝕膜、潤滑膜、裝飾膜、包裝膜等。在眾多的薄膜材料中，三氧化鎢薄膜具有多種特性如電致變色、氣致變色、光致變色、熱致變色多種性能，還具有良好的電化學性能等，三氧化鎢薄膜得到了廣泛應用，如靈巧變色窗、氣體感測器、PH計等。在六十年代就有研究人三氧化鎢薄膜材料，尤其是對其電致變色、電化學等性能的研究比較多，也取得了顯著的成果。

目前越來越多的科學工作者開始關注三氧化鎢薄膜的氣敏性能。對於氫敏性能而言，三氧化鎢薄膜具有巨大潛力，因為當摻雜三氧化鎢薄膜與氫氣接觸時最直觀的變化就是薄膜由無色變為藍色，科學工作者們對於這種直觀變化的定量測定正在研究當中。同時三氧化鎢薄膜是一種具有廣泛應用潛力的氣敏材料，三氧化鎢薄膜不僅能作為氫敏材料，摻雜不同元素後在不同的條件下還可用作其他氣體如NH₄、NO₂、H₂S、O₃、O₂等的敏感材料。例如摻雜Au可以改善三氧化鎢薄膜對硫化氫氣體的氣敏性；摻雜鈀或鉑可以改善三氧化鎢薄膜對氫氣的氣敏性；摻雜銀可以改善三氧化鎢薄膜對二氧化硫的氣敏性；摻雜金和三氧化鉬可以改善三氧化鎢薄膜對氨氣的氣敏性等。

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