超细晶粒纯钨材料的制备

纯钨块体材料因有高熔点,高高温强度,高弹性模量,低膨胀系数及对放射线有较好的屏蔽和吸收性能等特点,而成为超高温条件下使用的最佳材料。但是,现有的纯钨粉末均存在脆性很大的不足,所以严重限制它在实际生活中的应用。为了解决这个问题,研究者们设计出了一种超细晶粒纯钨材料的制备方法。其具体步骤如下:

超细晶粒纯钨材料的制备图片

(1)高温高压超音速喷雾热转换法制备纳米WO3粉:采用高浓度钨酸铵溶液,其WO3含量350~370g/升,用超音速喷雾热超换法,在空气喷气压力5~6.5MPa,喷气速度664~830m/s,喷嘴喷射角度为50,焦距为11.5mm热风温度400℃下,逆流送热风,液流输送速度400ml/分,将高浓度铸酸铁溶液制成纳米级WO3粉末,平均粒径不大于40nm。

(2)反复还原—氧化—还原制备粒度更细的兰钨粉末:用H2在420~500℃温度,45~60分,在管式还原炉内将WO3还原成兰钨粉末,然后在空气中550~650℃,20~35分将兰钨粉末氧化成三氧化钨粉,再用H2在420~500℃,45~60分,管式还原炉内将WO3还原成兰钨粉末;还原—氧化—还原三个工序构成一个循环过程,需进行三个循环;最终还原到兰钨粉,这一过程可将平均粒径为40nm的WO3粉,还原成平均粒径不大于25nm的兰钨粉。

(3)兰钨颗粒表面包覆糠醛醇凝胶薄膜:在兰钨粉末中,按兰钨:糠醛醇溶液质量比为100:5,加入糠醛醇溶液,在双摞旋式搅拌混料机中混合40~60分,70~80℃真空干燥制成兰钨包覆颗粒。

超细晶粒纯钨材料的制备图片

(4)回转管式连续沸腾还原炉制备纳米钨粉:将制备的兰钨粉,按连续沸腾炉管有效截面进料量0.15~0.2克/cm2.分,在740~760℃ ,H2与N2的流量比为3:2,混合气总截面流量80~100ml/cm2.分,将兰钨粉末连续还原成平均粒径不大于70nm的钨粉,冷却出炉后立即喷入丙酮——油酸防止自然,或在充Ar、N2空封罐中缓慢纯化处理。

(5)干式高速层间剪切破碎机中高能剪切活化钨粉:将纳米钨粉在干式高速层间剪切机中10000~20000转/分用氩气流循环保护,按60~80分/1kg将钨粉进行剪切活化后,冷却出料,立即喷入丙酮——油酸液体或用密封罐充Ar、N2存储。

(6)高压软模成形制备纳米钨粉坯:将活化纳米钨粉,在高压软模中,以聚氨脂软塑料为传力介质,350~450MPa压强下将纳米钨粉,压制成相对密度为49~52%的纯钨压坯,随后将钨压坯进行机械加工;在软模压制时,最高压强可达800Mpa。

(7)钼丝炉中一次烧结超细晶粒纯钨材料:将纳米钨粉压坯,在钼丝炉中,1500~1550℃氢气气氛下45~60分,一次烧结,冷却出炉后,制成相对密度为95~96%,平均钨晶粒8~12um的纯钨材料。

 

 

微信公众号

 

钨钼视频

2024年1月份赣州钨协预测均价与下半月各大型钨企长单报价。

 

钨钼音频

龙年首周钨价开门红。