文章

碳化鎢氮化物轉化法

碳化鎢(WC)是過渡金屬碳化物中最重要的材料之一,是製作硬質合金最常用的材料,以納米級的WC粉末為基礎原料製備的納米晶硬質合金更是近年來發展起來的一種工具材料,其性能比常規硬質合金顯著提高。

碳化钨氮化物转化法图片

由於與普通粉體相比,碳化鎢納米粉體具有粒徑小、比表面積大、反應活性高等優點,在化工合成、燃料電池等領域具有顯著的優勢。因此,研究一種製備高品質的單相碳化鎢納米粉體的方法將具有非常重要的意義。

有學者提供一種基於氮化物轉化法製備碳化鎢納米粉體的方法,具體包括如下步驟:

稱取10mmol偏鎢酸銨和50mmol檸檬酸,溶於100ml去離子水中,得到澄清混合溶液;在70℃的水浴中進行絡合反應5小時;過濾,在120℃乾燥12小時,得到氧化鎢前驅體;在650℃空氣氣氛下煆燒3小時,得到WO3粉體。

將上述WO3粉體置於管式爐中,通氨氣氮化,氨氣流量控制在3L/min,溫度為700℃,升溫速率為2℃/min,保溫2小時,得到W2N粉體。

將得到的氮化鎢粉體10克與0.62g碳黑混合,以乙醇為溶劑、碳化鎢球為球磨介質,在輥式球磨機上混合24小時,旋轉蒸發乾燥,得到W2N/C混合粉體,將W2N/C混合粉體置於石墨坩堝內,在碳管爐中,氣壓低於200Pa的條件下,加熱至1100℃並保溫3小時,即得到WC納米粉體,平均粒徑為120nm。

採用氮化物轉化法,不僅原料價廉易得,而且大大降低了合成溫度,降低了原料成本和能耗,而且製備工藝簡單、實用,可操控性強,容易實現規模化生產。