纳米钨铜复合材料

纳米钨铜复合材料也被称为超细晶钨铜复合材料,与普通颗粒的钨铜复合材料相比有着更为优良的理化性能和力学性能,其颗粒尺寸一般介于1-100nm之间。通常,纳米微粒具有以下几点特征:

1.小尺寸效应:当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,晶体周期性的边界条件将被破坏,非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少,导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化;

2.表面效应:纳米钨铜微粒的表面原子与总原子之比随着纳米微粒尺寸的减小而大幅增加,粒子表面结合能也随之增加,从而引起纳米微粒性质变化;

3.量子尺寸效应:当钨铜粒子尺寸下降到一定尺寸时,费米能级附近的电子能级由连续向分立能及转化。其间存在不连续的被占据的高能级分子轨道,与此同时也存在违背占据的最低分子轨道,并且高低轨级间的间距随纳米颗粒的粒径变小而增大;

4.宏观量子隧道效应:电子具有波粒二象性和贯穿势垒的能力,称为隧道效应;

5.库伦阻塞与量子隧穿:纳米级尺寸中,充电和放电过程是不连续的,充入一个电子所需能量被称为库伦堵塞能。而在这样的小体系中单电子运输行为称为库伦堵塞效应,若两个量子点通过一个结连接起来,一个量子点上的单电子穿过能垒到另一个量子点上的行为就是量子隧穿。

而纳米颗粒的钨铜材料在热学性质、磁学性质、光学性质、超导性质、催化性质等方面有着更优良的特性。热学性质上,在超低温情况下,纳米颗粒的钨铜材料热阻几乎为零。磁学性质上,纳米微粒尺寸超过一定临界值时就会进入超顺磁状态,呈现较高的矫顽力。光学性质上,纳米颗粒的量子尺寸效应更为显著,在光学上表现为宽频带接收,使得分散系具有特殊的光学性能。纳米钨铜颗粒的超导转变温度也随着粒度的减小而提高。另外,在催化性质方面,随着粒径的减小反应活性明显增强,在适当的条件下能够催化断裂H-H、C-H、C-C、C-O等化学键。

钨铜合金块

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三氧化钨光触媒——空气净化大师

新型光触媒工业化进程的不断推进,越来越多城市居民生活在极高空气污染指数的环境中。近些年,随着雾霾来袭,室内空气的净化更多受到人们的关注。鉴于空气净化需求的爆炸性增长,市场上光催化产品层出不穷。其中最为有代表性的是以二氧化钛为主导的光触媒,它以其优越的性能独占鳌头。
 
三氧化钨,是比二氧化钛具有更宽的光谱响应范围的一种光触媒材料,它对可见光响应。相比传统的二氧化钛光催化剂产品,三氧化钨对于使用环境的需求大大降低;主要是它能够借助室内灯光或者太阳光,在微弱可视光下即可发挥高效应。并且,三氧化钨比二氧化钛具有30倍以上的分解净化能力,对于多种异味、细菌、病毒和VOC物质都具有良好的分解消减效果,并且安全无毒、不产生二次污染,堪称“空气净化大师”。
 
以氧化钨为材料的光触媒,能在室内微弱的灯光下,通过构成钨系钠离子,吸收光形成电子与空穴,释放出氢氧自由基与活性氧,分解室内病毒、细菌、VOC及去除异味。在有效光线照射下,氧化钨具有表面氧化还原的反应,这种氧化力是一般漂白水的数倍,可以广泛应用于建筑、厨房用品、医疗器具、空气清净滤网和厨房用品等方面。
 
当打开灯或者让阳光进入房间的那一刻,干净美好的生活就已经开始了,空气净化大师——三氧化钨光触媒,真正给您带来干净清新的居室环境。
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钨青铜在陶瓷电容器上的应用

温度稳定性对应用于电子产品的多层陶瓷电容器的制备来说非常重要。通过两种或更多的具有相反介电常数温度系数(τ ε)的多元化合物混合,产生较小介电常数温度系数的固溶体,这种方法经常用来实现材料的温度稳定性;或者,例如对于BaTiO3基电容器, 掺杂剂混合分散于陶瓷体产生室温附近的铁电-顺电相转变,得到了相对稳定的材料。目前,BaTiO3基化合物满足X7R标准,其介电常数在-55℃〜125℃温度范围内相对于室温介电常数的变化率不超过±15%,在1MHz下的介电损耗tan σ小于0.02。但是如果不掺杂 PbTiO3(Tc = 495℃ ),它们的最高工作温度不超过130℃。
 
小型化的驱动和计算机的提速使更多的目光转向到耐高温部件,将来电容器必须能在150℃甚至200℃工作。然而,PbTiO3-BaTiO3复合多层陶瓷电容器的应用是不可取的, 一是1¾的毒性,二是在低氧分压容易分解,并且它还会和Ni基金属电极形成低熔点合金。 同样的问题也出现在Bi2O3掺杂的BiTiO3基固溶体中。理想的新材料要求其相变温度介于-50℃〜250℃,不含PbO和Bi2O3,包含相对常见的、便宜的原材料。
 
近来,国内外研究者发现一些钨青铜结构钽酸盐具有较高的介电常数(>100)、 低的介电损耗,有望成为温度稳定型介电材料而应用于多层陶瓷电容器,其中该系列陶瓷的介电常数ε r介于127〜175之间,IMHz下的介电损耗tan σ小于0.009,介电常数温度系数τ ε介于-7¾〜-2500ppm/℃之间。但目前这些钨青铜结构钽酸盐的介电常数温度系数偏大,介电常数偏低,因此限制了其实际应用。

陶瓷电容器
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二氧化钛-三氧化钨光触媒复合膜

光触媒光触媒材料因具有氧化分解反应与亲水现象,近年来颇受重视。如果将它大面积涂布在窗材玻璃上,就可以增大反应面积,从而更有效的分解污染物或有害气体;另外,它的超亲水现象能使得玻璃能永保洁净。光触媒作为一种纳米级的过渡金属氧化物,一般在室外光照中的UV (紫外线)和室内照明400nm以下波段就可以激发它产生催化反应,而不需要额外浪费能源。
 
二氧化钛是现有的应用最为广泛、光催化效果相当好的一种光催化剂。单一的二氧化钛薄膜一般为透明的,其穿透力达到80%,加热后其穿透力与反射率完全没有减低,随着膜厚度的增加穿透率反而下降。实验发现,掺杂三氧化钨后,复合膜面具有金属的反射光泽,其反射率大于纯二氧化钛膜的。另外,加热处理后,氧化钨结晶会与更多的氧产生作用,使原本浅褐色的薄膜变得更加透明,更没有金属光泽。当加热到450°C后,整个膜变成了白色,所以,在不影响薄膜光学性质的前提下,要控制适量的氧化钨掺杂量。
 
由于Ti 与W 很容易生成氧的空缺,掺杂三氧化钨会提高系统的电荷分离效率,拓展其光谱响应的范围,增加可利用的光频能量,在提供能量后激发与水分子的键结,产生亲水性,进而增强原本二氧化钛光触媒的光催化活性。
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钨合金核辐射屏蔽件

钨合金核辐射屏蔽件核辐射又称为电离辐射,是原子核在状态转变过程中(从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态)所释放出来的微观粒子流。其可以引起物质的电离或激发。核辐射主要由核反应产生,或从裂变产物中释放。核爆炸和核事故都会产生核辐射,主要包括α、β、γ三种射线。核辐射对人体具有危害,但人体的躯体和生殖细胞对核辐射的敏感性以及受损后效应不同。当躯体细胞受损时,会导致人体器官组织发生疾病,最终使得人体死亡,躯体细胞死亡后,损伤细胞不会转移到下一代;而当生殖细胞受损时,下一代将继承母体改变了的基因,从而导致后代出现缺陷。

核辐射的放射性物质包括碘131和铯137,这些放射性物质可通过呼吸吸入、皮肤伤口及消化道吸收进入体内,从而引起内辐射。其中,碘131一旦进入人体,可能会引起甲状腺疾病;而铯137一旦进入人体,则会损伤人体的造血系统和神经系统,因此必须避免人体受到核辐射的照射。γ辐射还可穿透一定距离被人体吸收,造成外辐射损伤。内外辐射所引发的放射病症状包括脱发、白血病、出血、呕吐、疲劳、皮肤发红、头昏、失眠、溃疡、腹泻等。有时还会增加畸变、癌症、遗传性病变的发生率,对下一代的健康造成影响。一般来说,人体接受的核辐射能量越多,其放射病症状越严重,致癌、致畸的风险越大。

钨合金核辐射屏蔽件具有很好的核辐射屏蔽性能,是一种耐高温、适用性很强的钨合金屏蔽件。铅长期作为屏蔽件的原材料,但其屏蔽效果依然不如钨合金屏蔽件。钨合金屏蔽件是辐射屏蔽的首选材料。由于钨合金屏蔽件的密度很高,其屏蔽效果是铅的两倍,且重量只有铅的25%到50%。此外,铅及其化合物具有毒性,会危害人体健康,而钨合金屏蔽件无毒无害,是极其环保友好的屏蔽件材料。

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