纳米硬质合金粉末的合成

纳米晶硬质合金首先要经过合成晶粒更为细小的纳米粉末,其中主要包括机械合金化(Mechanical Alloying, MA)、喷射转换法、原位渗碳还原法以及共沉淀法等几种较为常见的合成方法。

1.机械合金化(MA)

机械合金化法主要是通过采用高能量的机械驱动力在低温下合成材料,高能球磨机是其中最为常用的工具之一。目前用机械合金化法合成纳米硬质合金粉末的研究主要有两个方向:其一是利用机械合金化法将钨W和碳C合成纳米WC粉末,另一种则是将碳化钨WC与钴Co粉末混合后,通过高能球磨的方法使其粉碎细化从而达到纳米复合材料的要求。国内的学者成功地将W、C、Co混合球磨后合成出纳米级的WC-Co复合粉末。此外先后利用机械化学法,即用三氧化钨(WO3)和镁(Mg)与碳(C)在氮气(N2)或氢气(H2)-氩气(Ar)等惰性气体氛围下混合球磨,发生爆炸反应(生成W和MgO后,W与C发生扩散反应,生成W2C和WC)制备出纳米级别的碳化物WC,晶粒度约为4-20nm。该方法操作简单,工序易行,有较高的生产效率,缺点就是由于制备出的粉末晶粒尺寸细小,往往会由于与球体或罐体发生摩擦而造成粉末污染。

2. 喷射转换法

喷射转化法又被称为热化学法或流态床法。美国一些相关领域的学者研制出的该方法,其通过偏钨酸铵和氯化钴(CoCl2·nH2O)水溶液或Co(en)3WO4和硫酸(H2WO4)水溶液经过喷雾干燥以及流化床还原(流化床还原是一种直接还原生产原料的技术工艺,其通过建造还原铁矿的流化床还原炉内结构的耐火组合物)和碳化反应生成组织成分均匀的纳米粉末(约20-50nm)。

纳米硬质合金粉末

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