真空电镀用钨加热子的重要工序——蒸发镀膜

钨加热子化学镀膜最早用于在光学元件表面制备保护膜。随后,1817年,Fraunhofe在德国用浓硫酸或硝酸侵蚀玻璃,偶然第一次获得减反射膜,1835年以前有人用化学湿选法淀积了银镜膜,它们是最先在世界上制备的光学薄膜。后来,人们在化学溶液和蒸汽中镀制各种光学薄膜。50年代,除大块窗玻璃增透膜的一些应用外,化学溶液镀膜法逐步被真空镀膜取代。 真空蒸发和溅射这两种真空物理镀膜工艺,是迄今工业能够制备光学薄膜的两种最主要的工艺。1935年,有人研制出真空蒸发淀积的单层减反射膜。但它的最先应用是1945年以后镀制在眼镜片上。真空电镀用钨加热子在蒸发镀膜的过程中需要注意以下几点。

1.在发热钨丝上缠上铝片。如上次电镀中熔铝呈球状包覆于钨丝上则不可再用,需拆出换过钨丝。
2.将上好笼架的啤件(通过小车)推入真空室内,保持电极紧密接触,嵌入离合器定位牢固应能旋转。
3.顺序用机械泵,罗茨泵及扩散泵抽气,当真空度指针达到5×10-4TORR时可开始蒸镀操作。
4.蒸镀过程:钨丝升温到650℃,铝熔融在钨丝上,继续升高到近1000℃,熔化铝被蒸发逸出铝原子以直线运动凝结在它相碰的表面上,真空室内被镀制品不断在旋转 (跟笼架)使被镀表面镀上均匀膜层。
5.平均镀膜生产周期约30分钟左右。
6.设备的详细操作使用参见附页数据。

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钨铜/纯铜焊接触头

因其具有优良的导电导热性能,铜与铜合金在电机、电器等领域有着较为广泛的运用。由于用单一的纯铜(紫铜)所制备的电触头硬度较低,且在受热的情况下容易发生软化(铜熔点较低),尤其是在一些高压、高载荷开关触头无法确保工作的稳定进行。因此,为了保证电器触头工作的可靠性以及耐久性,研究人员发现在纯铜电极上镀上一层钨铜合金,能有效改善触头的各项综合性能,如密度、强度、抗烧蚀性、抗热震性、散热性以及使用寿命都得到了不同程度的改善。

如今工业上常用的连接铜与铜合金的方法有很多,如真空钎焊、真空扩散焊、真空电子束焊、电阻焊、惰性气体保护焊以及摩擦焊等等。这里我们主要介绍真空钎焊和真空扩散焊两种工艺。真空钎焊一般在空气炉和真空炉中进行,将钎料和钎剂按顺序夹在钨铜和纯铜之间,加热至780℃,保温20min,冷却出炉;而扩散焊在真空扩散炉中进行,需要注意的是对真空度、焊接压力、焊接温度以及保温时间的控制。从显微组织上看,真空扩散焊的触头,纯铜与钨铜结合度良好,界面过渡相对平滑。而通过钎焊的钎料与基材结合良好,而液态钎料与钨铜合金之间的作用没有纯铜的强烈。从电阻率上看,真空钎焊触头的电阻率最低,接近于钨铜母材的电阻率,若在空气中进行钎焊,触头容易产生氧化、杂质以及气孔等焊接缺陷,均匀性也难以得到有效保证,因而电阻率较高。

钨铜/纯铜焊接触头

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燃料电池阴极复合催化剂——焦绿石型三氧化钨

黄色氧化钨研究发现,在贵金属中添加过渡金属氧化物有利于提高电催化活性。氧化钨与贵金属铂可以形成协同催化效应,并且在酸性环境下的性能表现相当稳定,以三氧化钨作为载体材料的复合催化剂被广泛研究。焦绿石型三氧化钨具有多维孔道的层状结构,并拥有三维孔道,这一结构有利于离子的快速迁移和交换,提高了离子导电率;并且,同时增强了它的吸附性能,一定的离子可以嵌入到层状结构中形成插层复合催化材料。
 
水热合成法合成焦绿石型三氧化钨粉体,以焦绿石型三氧化钨和碳粉作为载体,制备Pt/WO3-C复合催化剂,作为质子交换膜燃料电池阴极催化材料。研究表明:
1. 水热合成初始溶液pH值在1.0~4.0范围内,随着pH值的减小,所合成的焦绿石型三氧化钨的粒径逐渐变小;
2. Pt/WO3的催化性能相对于Pt/C较差,由于三氧化钨呈半导体特性,电子导电性较差,影响了其电催化性能;
3. Pt/WO3-C的催化活性显著的提高,表明单纯的机械混合不能使得催化剂充分均匀地担载在载体上,通过液相直接担载可以获得分散度较高的复合催化剂,从而提高催化性能;
4. 均匀分散于碳粉中的焦绿石型三氧化钨,其表面担载铂后形成催化活性点,焦绿石型三氧化钨的层状孔道结构有利于离子的脱嵌,在催化反应过程中具有接受和给予质子能力,从而可以引起提高反应速度,与铂形成协同催化的作用,进而提高复合催化剂的催化活性,最终提高燃料电池的能量转化效率。
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钨铜管小孔加工技术存在的问题

钨铜管是利用高纯度且具有高硬度、高强度以及优良耐磨性的W粉以及高纯紫铜粉的可塑性、优良导电导热性的优点,经过静压成型、高温烧结以及熔渗铜的工艺得到的高性能复合材料。其断弧性能良好,导电导热性能优良,高温下不发生软化,金属移除率较高,加工模具表面光洁度较高,使用寿命较长,在高压放电管以及一些耐高温部件中有着较为广泛的运用。但是,也正是因为钨铜合金耐磨、耐高温的特点使得其较难加工,再加上其壁厚通常较薄,强度和刚度都较弱,容易发生破碎。

传统的小孔加工方法是先对内孔进行精镗,使之达到表面粗糙度的要求;再用标准铰刀(六齿)进行进给。但是采用这种方法加工后的工件尺寸和形状精度难以达到图纸要求,且一些工件发生了胀裂,废品率高达50%-60%。这是由于:
1.车削内孔时车刀刀杆较细,刚性较差,容易使得刀发生振动难以达到铰削所需要的尺寸,加工难度大且进度缓慢;
2.铰孔在半封闭空间中进行,切屑较难排出,容易发生堆积并擦伤内孔表面,有些细微的切屑粘在刀刃上还会与孔壁摩擦增加了表面粗糙度;较大颗粒的切屑甚至会严重烧蚀加工表面;
3.切屑堵塞在刀槽中增加了切削温度和切削力,也加速了刀具的磨损;
4.铰削余量较大,铰削力过大或切屑的堆积容易造成铰削力突变,当超过材料的强度极限时就发生了工件的胀裂。

钨铜管

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WO3-Pt/C燃料电池催化剂的抗硫中毒特性

三氧化钨是一种n型半导体功能材料,因为具有多种可变的价态、优良的阳离子交换性、分子吸附性、氧化还原性和电磁性而广泛应用于各种催化氧化反应、分离、电化学、光催化等多个领域。除氢氟酸以外,WO3不溶于其它酸,能完全适应燃料电池的高压、高湿度和低pH值工作环境并稳定存在。另外,WO3的【WO6】八面体结构形成复杂的网络,可以容纳各种不同的阳离子或水分子,形成一维隧道结构、二维层状结构和三维网状结构等晶型结构。

WPC催化剂抗硫中毒
 
氧化钨表面具有良好的亲水性,容易被部分还原形成表面含羟基的+5和+6价的混合氧化物,由此带来的表面氧空位和由水解产生的羟基均可以提高电子与表面吸附物质的氧化反应,即提高了氧化钨与Pt之间界面电子的迁移速率。从而使吸附在催化剂表面的有害物质SOx加速氧化并从催化剂表面脱附,减轻SOx的毒化影响,并促进燃料电池的性能恢复。另外,WO3能够接受从铂催化剂传递来的活性氢离子,与之结合形成钨青铜,使得铂的活性区再度释放用于吸附其它的氢,进而显著提高铂催化剂的催化效率。另外,WO3作为催化剂载体对直接甲酸燃料电池的性能也有较明显的提高。最优质量配比的WO3-Pt/C催化剂,不仅能使二氧化硫的毒化影响达到最低、性能恢复速率达到最大,而且能够获得较好的催化作用和稳定性。
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龙年首周钨价开门红。