钨铜电极 — 化学共沉淀法
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2016年5月23日 星期一 15:52
- 作者：xiaobin
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钨铜合金是一种伪合金，其是由体心立方结构的W和面心立方结构的Cu所组成的互不固溶又不形成金属间化合物的混合组织。它不但具有W高硬度、高强度、低热膨胀系数以及优良的耐磨耐蚀性，还具有Cu优良的导电导热性和可塑性，使得钨铜合金在一些电接触材料以及电极材料领域有着较为广泛的运用。通常的生产工艺是混料→成型→熔渗、烧结→后加工。但是采用传统工艺所制备的钨铜合金电极，不管是液相烧结还是固相烧结都会由于润湿角不为零且W和液相Cu中不溶解，使得所得到的钨铜产品的相对密度都低于98%。后续的热加工和复压复烧虽然能够改善这一现状，但是也增加了成本，降低了整体的生产效率。另外，在烧结的过程中不可避免地还会发生钨晶粒的长大，这会使得各项性能下降难以满足如今钨铜电极材料的市场需求。
为了提高钨铜电极以及其他钨铜复合材料的烧结密度，相关研究人员还采用了添加烧结助剂的方法进行活化烧结。而活化剂的加入虽然能够显著改善钨铜合金的致密度，但是会对其导电导热性能产生一定的影响，不适合于对导电导热性要求较高的场合使用。因此，化学共沉淀法结合氢气还原制备钨铜纳米复合粉末，经压制成型以及烧结工序获得高致密高性能的钨铜合金电极成为了新的研究热点。化学共沉淀法的定义是在溶液状态下将不同化学成分的物质混合，在混合液中加人适当的沉淀剂制备前驱体沉淀物,再将沉淀物进行干燥或锻烧，从而制得相应的粉体颗粒。其优点在于，一个是可通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均一的纳米粉体材料，另一个则是容易制备粒度小而且分布均匀的纳米粉体材料。有实验所采用的原材料为钨酸铵、五水硫酸铜以及浓硝酸。其具体操作过程为在浓硝酸搅拌条件下加入硝酸铜溶液中，再将混合溶液加到钨酸铵溶液中，在电磁搅拌器中进行化学共沉淀反应；反应1h后将溶液取出并将沉淀物置于马弗炉中进行焙烧2h，得到钨铜复合氧化物粉末；经氢气还原后得到钨铜复合粉末；再将钨铜复合粉压制成型，形成具有一定密度和强度的生坯，最后烧结呈超细晶粒的钨铜合金产品。检测时采用阿基米德排水法测定钨铜合金电极的密度；对复合粉末形貌用金相检测仪观测；相组成通过XRD（X-ray diffraction）确定；经研磨、抛光后利用SEM观察显微组织结构；用带热系数测量仪测定导热系数；用电桥法检测电导率。
钨铜纳米粉末的颗粒呈多边形，粒度在30nm-50nm之间。Cu呈网络状结构将近似多边形的W颗粒粘结在一起，并均匀分布。这是由于制备钨铜复合粉的原料是钨和铜的盐溶液，在溶液中粒子的分布本身就较为均匀，在电磁搅拌器强烈的搅拌作用下，会使得前驱体粉中基本保留了溶液中分子级的混合状态。并且在焙烧和氢气还原的过程中所采用的温度较低，有效抑制了W晶粒的长大。另外，粉体的初始结构是钨和铜的氧化物，之间相互隔离不利于氧化钨颗粒的长大，易于形成弥散均匀的钨铜复合粉末。从断口形貌上看，W晶粒均匀分布于Cu相之中，其周围形成较大的韧窝，Cu相会沿着W晶粒呈连续网络状分布。从纤维组织结构上看，随着烧结温度的提高，组织分布更为均匀，孔隙度也降低。从合金性能上看，钨铜复合压坯在烧结过程中两相分布均匀，通电时有效传导电子平均运行速度增大，导电性能也随之增强；完整的铜网络状结构，使得相对较粗的钨晶粒相互接触面积较小，不易发生粘结形成颈缩，有利于热传导。
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高纯钨条用中频炉
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- 发布于 2016年5月23日 星期一 12:02
- 作者：xuejiao
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大部分高纯钨条都是通过传统的垂熔加工工艺生产制备的，这种传统的工艺会消耗很大的电量。除此之外，在制备的时候，钨条会受到电压和氢气流量波动的影响。如果进行大批量生产，操作人员的专业素养不够或有所差异的话，会导致通一批产品的质量有所差别。而中频炉烧结的条件下，不仅消耗的能量和成本较低，而且具有较高的实收率。
两种工艺制备的钨条的化学成分基本相同。所以，中频烧结的方法同样可制备出高纯钨条。而且制备出来的钨条的密度和硬度相比传统的制备方法更高一些，且晶粒分布均匀。传统烧结制备的钨条各部分的密度由上而下呈抛物线形，同一根钨条内的密度相差0.37g/cm3左右。而中频烧结出来的产品的密度按装料的方向由上往下稍微的增加，密度大概相差0.2 g/cm3。其密度分布的均匀程度比传统的方法要好很多。垂熔炉中只能放一条钨条，这样就会因为过多的氢气带走表面的大量热量，导致钨条的表面温度低于中心温度。钨条本体又是垂熔炉的发热体，中心温度会高于表面温度，因此，垂熔制备的钨条的晶粒会分布不均。中频烧结的时候可以放置比较多的钨条，且陈列紧密，氢气带走的热量就会比较少。所以，最终制品的密度分布比较均匀。
所以，中频烧结不仅能制备更高纯度的钨条，还能在保证质量稳定的前提下进行大批量的生产。而且，因为电量消耗较低，所以需要的成本也较低。
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钨青铜在隔热涂料中的应用
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- 发布于 2016年5月20日 星期五 19:12
- 作者：xinyi
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等静压成型圆钨条工艺
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- 发布于 2016年5月23日 星期一 11:59
- 作者：xuejiao
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等静压成型的圆钨条在加工过程中改善了钨材料组织的均匀性，可一定程度上避免钨丝脆断的问题，从而提高绕丝性能，并且改善丝径的均匀性，提高成材率，且具有较好的重现性。钨丝在制备的时候使用模压方钨条成型的制备工艺，在使用方条模压制的时候，要把粘结剂加到掺杂钨粉里，在钨条成型的内部极其容易造成分层，密度不均，裂纹等现象。特别是方钨条的在加工的过程中钨条的四个角的变形量很大，中心变形量很小，所以它的变形很不均匀，在高温的情况下，很容易产生局部裂纹，最终影响了钨丝的质量和成材率。
为了解决方钨条存在的问题，研制出了用等静压成型的圆钨条。在使用该制备方法成型的过程中，最好对金属粉末做出一定的规定。不同形状，粒度和粒度分布的金属粉末对钨条的制备都具有重要影响。因此，掺杂钨粉的平均粒度应该在2.5~5.0μm，氧气的含量要低于2500×10-6。钨粉在制备的时候，要控制其干湿度，自然堆积起来后的单位体积密度要在2.0~2.5g/cm3。当钨粉末要装入软膜套里面的时候，一定要将粉末放置均匀且紧密，不要留有空隙，这样才能保证最后成品的质量。制备完成后，卸压的速度要缓慢进行。但是该工艺存在一定的问题。在高压液体内压制的时候，无法掌握最终成品的尺寸和外形。因此，最好使用金属粉末自动装料机，这样就能保证钨条成品的平直，圆滑且均匀。
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钨合金电离辐射屏蔽件
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- 发布于 2016年5月20日 星期五 18:00
- 作者：minghui
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实际上，我们生活中的辐射种类很多。但专家指出，其中对人体的伤害程度最大的是电离辐射。电离辐射是指波长短、频率高的高能射线，其可以通过与物质发生相互作用间接或直接地电离物质的原子、分子。电离辐射的电离能力取决于射线所带的能量，若射线没有带足够的电离能量，则电离不能发生。随着辐射技术的发展，电离辐射在生活中的应用日益广泛。在核工业中，其被用于原料的开采、冶炼、精加工，以及核燃料和反应堆的生产、使用与研究；在农业中，其被用于新品种培育、蔬菜水果保鲜以及粮食贮存；在医学上，其被用于X射线透视、疾病诊断、肿瘤治疗等；在工业上，则被用于射线发生器、电子速焊机、高压电子管、各种加速器等。
当人体受到电离辐射照射的剂量超过一定限度，电离辐射会对人体产生危害。电离辐射可导致放射病，并使得几乎所有器官和系统发生病理变化，其中最为明显的是造血器官、神经系统和消化系统。电离辐射对人体的损伤可分为急性放射损伤和慢性放射损伤。急性放射损伤是指在短时间内接受一定剂量的辐射照射所引起的机体损伤，一般见于核事故和放射治疗病人；而慢性放射损伤指的是在较长时间内分散接受一定剂量的辐射照射所引起的损伤（如皮肤损伤、造血障碍、白细胞减少、生育力受损等）。此外，电离辐射还可导致癌症和胎儿的死亡和畸形。因此，采用防护措施是必要的。
可通过在人与放射源之间放置一个屏蔽件以屏蔽电离辐射。由于钨合金结合了高密度性、良好的机械加工性和耐腐蚀性以及高辐射吸收能力，钨合金是辐射屏蔽件的最佳材料选择。减小钨合金屏蔽件的体积以及厚度，其屏蔽能力仍然和铅相当。此外，与铅和贫铀等材料的屏蔽件相比，钨合金屏蔽件无毒无污染，既不会对人体产生危害，也不会污染环境，更容易为人们所接受。
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