原料：板状晶粒碳化钨，银粉和添加剂（Co、Ni和Zr）
制备方法：化学包覆工艺和烧结复压工艺

实验结论：经检验，制备所得的AgWC12C3触点的板状WC晶粒具有明显的定向排布特征。添加剂（Co粉、Ni粉和Zr粉）的加入，明显提高了Ag、WC、C的界面结合强度和成分之间的浸润性，提高了材料的烧结和机械性能。AgWC12C3触点（银基触点材料）的硬度、致密性和导电性等均有明显改善，比传统粉末冶金法制备的AgWC12C3触点（球形碳化钨）要好得多。

经测试，“研究添加剂（Co、Ni和Zr）对Ag-WC-C触点的影响实验步骤”制得的AgWC12C3触点，其平均相对密度高达99.6％，硬度平均值HB＝70.6kg/Mm2，电阻率平均值Ρ＝2.84μΩ·cm；此外，该方法制得的AgWC12C3触点，其平行于碳化钨长板状晶粒方向的电阻率低于垂直于长板状晶粒方向的电阻率。如将平行于碳化钨长板状晶粒方向作为电触头的工作面，触点电导率高，耐电弧腐蚀，使用寿命长。而采用球形碳化钨机械混粉所制得的AgWC12C3触点，其相对密度仅为95.9-98.9％，硬度HB＝56.1-60.2kg/Mm2，电阻率Ρ＝3.18-3.40μΩ·cm。



 

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Ag-WC-C触点的制备需要用到碳化钨粉作为其原材料，以下是关于碳化钨粉的部分相关知识。
表示W-C（碳化钨）非化学计量成份的是立方WC1-X；
表示W-C化学计量成份的有：六方WC，六方W2C。在室温条件下，六方WC是唯一稳定的。

六方WC的晶胞结构是交错三角棱状，为非中心对称的结构，该结构的存在导致了其微观硬度的高度各向异性，其晶格常数a＝2.916×10-10m（六方,a=b），c＝2.844×10-10m。现如今，碳化钨的主要运用是用来制造高质量的硬质合金，也可以用来触点材料、金属涂覆和金属陶瓷等领域。
晶格常数（lattice constant），也称晶格参数，指的是晶胞的边长，与原子间的结合能有直接的联系，是晶体结构的一个重要的基本参数，其变化可以反映晶体内部成分和受力状况等的变化。

有研究表明，碳化钨的机械性能不仅与其成分和烧结工艺有关，而且与其显微晶相结构也密切相关。目前，制取碳化钨粉末方法主要有：
（1）先制备钨粉，然后加炭碳化，获得碳化钨粉；
（2）直接从含钨化合物中进行碳化制取碳化钨粉。
但是，以上两种方法存在共同的缺点是，都需很高的碳化温度(1300～2000℃)，制备工艺复杂，成本较高，且一般情况下制得的碳化钨是类球状。采用这种碳化钨粉来制备板状强化碳化钨粉，需要经过特殊的烧结工艺才能使WC晶粒长大成板状，而其定向效果并不理想。

 

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实验材料：
（1）银粉，51g
（2）板状WC粉，7.2g，平均长度：2-5um，长厚比：3-5
（3）石墨粉，1.44g，平均粒度：2～50μm，密度：2.2～2.3g/cm³

实验步骤：
样品1
1. 分别称取以上材料，并过筛（100目的不锈钢网筛），然后将WC粉、石墨粉加到搅拌器内，混合并搅拌均匀，得到混料；
2. 配制硝酸银溶液（将银粉充分溶解在浓硝酸中即可获得）；
3. 将硝酸银溶液加入到反应器皿中，用氨水将其络合至PH=10；再将混料加入到反应器皿中并搅拌，得到复合粉；
4.保持搅拌，并将还原剂水合肼通过雾化装置以液相喷雾方式加入到反应器皿中，待其反应充分；

5.用蒸馏水清洗复合粉至中性后，对其进行干燥处理（于干燥器中，90℃温度下），得到干燥的银包覆的（板状晶粒碳化钨、石墨）复合粉；
6.将包覆复合粉进行初次冷压，然后在H2氛围下，烧结3小时（于烧结炉中，840℃温度下），最后在15T/Cm2的压力下进行复压，制得AgWC12C3触点。

样品2
制备步骤与样品1基本相同，不同的是：
银粉，49.7g；添加剂Co粉，0.3克；
烧结4.5小时（于烧结炉中，840℃温度下），最后在13.5T/Cm2的压力下复压。

样品3
制备步骤与样品1基本相同，不同的是：
银粉，49.7g；添加剂Ni粉，0.3克；
烧结4.5小时（于烧结炉中，800℃温度下），最后在16.5T/Cm2的压力下复压。

样品3
制备步骤与样品1基本相同，不同的是：
银粉，49.7g；添加剂Zr粉，0.3克；
烧结5小时（于烧结炉中，750℃温度下），最后在14T/Cm2的压力下复压。

 

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以下为稀土三掺钨酸钙Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶上转换发光测试中稀土离子浓度对发光强度的影响。

由表3可知，随着稀土离子浓度的变化，蓝、绿、红三色光上转换发光强度变化显著。对表3所得数据进一步分析处理，分析结果如表4所示。 

根据无相互作用正交实验数据分析结果，表中极差R表示单因素的改变对相应发光强度的影响程度，R值越大，表示影响程度越大。由表5-4可以看出，A因素（Tm³⁺离子）对上转换蓝光发射强度影响最大，其次为B因素（Ho³⁺离子）及C因素（Yb³⁺离子），这是由于上转换蓝光主要是由Tm³⁺离子的1G4→3H6能级跃迁产生的，而Ho³⁺离子的掺杂阻碍了Yb³⁺离子对Tm³⁺离子的敏化作用，因此也能对发光强度造成较大的影响；B因素（Ho³⁺离子）对上转换绿光发光强度影响最大，因为上转换绿光是由Ho³⁺离子的⁵S₂,⁵F₄→⁵I₈能级跃迁产生的，Tm³⁺离子虽然不参与上转换绿光的发射，但其阻碍了Yb³⁺离子对Ho³⁺离子的敏化作用，因此也对绿光发射有一定的影响；影响红光发光强度的显著因素是A因素（Tm³⁺离子）和C因素（Yb³⁺离子），说明Ho³⁺离子的⁵F₅→⁵I₈和 Tm³⁺离子的¹G₄→³F₄能级跃迁共同导致了上转换红光的发射，但Tm³⁺离子的浓度变化对红光发光强度影响较大，Ho³⁺离子浓度的改变对红光发光强度几乎没有影响，Yb³⁺离子作为敏化剂为Ho³⁺离子和Tm³⁺离子传递能量。

随后我们对发光数据进一步分析处理，得到Ho³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺三种离子浓度的改变对三色光发光强度的影响，分析结果如图4所示。

由图4可知，随着Tm³⁺离子浓度的增大，上转换蓝绿红光发光强度均减弱；Ho³⁺离子浓度的增加使上转换蓝光和红光发光强度减弱，上转换绿光发光强度先增大后减小；相比之下，Yb³⁺离子浓度的改变对蓝绿红三色光发光强度影响很小。因此，适当降低Tm³⁺离子浓度有利于上转换三色光强度的增加；减小Ho³⁺离子浓度能使上转换绿光强度降低，红光和蓝光强度增加，有利于调节蓝绿红三色光比例，此结果为上转换白光的输出提供了依据。 

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