磷化钨的生产

磷化钨(WP)是一种弱耦合BCS超导体材料,是一种典型的过渡金属磷化物,具有较高的硬度、良好的催化性能和金属传输特性,广泛应用于催化和电子设备等领域。然而,钨的熔点(3400℃左右)较高,及红磷的熔点低(590℃)且易挥发,所以导致常规手段(如程序升温还原法,共浸渍法,氢等离子体还原法,混合法,磷化法等)很难合成纯相的WP。

WP三棱柱结构(图源:Chemical Book)

为了克服传统生产方法的缺点,四川大学的研究者提出了一种制备磷化钨的新方法,具体步骤如下:

1)将立方结构α相钨粉和红磷粉末按照一定的比例进行混合;2)把混合之后的钨粉和红磷粉末进行研磨;3)把研磨之后的混合粉末预压成圆柱体放入高压合成组装体中;4)将预压成的圆柱体放入高压合成组装体中,将组装好的高压合成组装体置于合成腔中进行高温高压烧结;5)烧结完成以后降温泄压去除包裹体,即可得到高韧性高温结构材料磷化钨烧结体。

磷化钨图片(图源:四川大学)

该生产技术的注意事项:步骤1)中立方结构α相钨粉的粒度为100nm~5μm;立方结构α相钨粉和红磷粉末按照摩尔配比1:1-1:4进行混合。步骤3)中预压条件为10~20mpa。

该生产技术的优点在于成本低、对环境友好、烧结工艺简单、产品性能好、成品率高等。所合成的磷化钨晶体,具有致密度高、硬度高和超导转变温度高的优点。

 

 

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