三氧化钨纳米棒

自纳米过渡金属氧化物(MO,M=Co, Ni, Cu, Fe)负极的储锂性能后,人们发现许多其他过渡金属氧化物如CuO, Fe2O3, Fe2O4, Co3O4, WO3等都可通过转化反应MOx+2xLi+=M+xLi2O储锂,其容量远远高于商品锂离子电池中所用的石墨负极材料。其中WO3是常温下钨的最稳定氧化物,环境毒害小,价格低廉,是一种有发展潜力的锂离子电池负极材料。然而,块体WO3的电导率低,充放电过程中体积变化大,导致其倍率性能和循环稳定性差。改进方法之一是控制合成具有各种形貌的WO3纳米材料,以提高材料的储锂动力学性能。

氧化钨纳米棒电镜照片

制备方法:利用水热法,在氧化铟锡(ITO)基底上直接制备出垂直于基底生长的WO3纳米棒。

原料:钨酸钠(分析纯),氯化钠(分析纯),草酸(分析纯),甲基蓝(分析纯),盐酸(2mol/L-1)。所有溶液用去离子水配制。ITO导电玻璃依次在丙酮、乙醇和去离子水中分别超声10min,然后烘干备用。

步骤:

(1)将8.25g钨酸钠粉末溶于25ml去离子水中,在磁子搅拌下使其完全溶解后,滴加盐酸溶液调节PH值为2.0。
(2)然后将溶液稀释至250ml,并插入PH计,向溶液中慢慢加入草酸粉末,调节最终PH值为2.3,得到前驱液。
(3)向50ml水热釜中加入0.3g氯化钠,将超声清洗后的ITO导电玻璃斜放入水热釜中,导电面朝下,然后用移液管向水热釜中加入20ml上述前驱液,密封,170℃条件下水热反应4h。
(4)反应结束后,自然冷却,将导电玻璃取出后用去离子水清洗,烘干备用。由此可制备出尺寸均一,密度较大且垂直于基底生长的三氧化钨纳米棒。

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钨加热子的制备工艺

钨加热子也可称之为钨蒸发线圈,是一种通过特殊的热处理工艺制备而成的金属制品,具有很好的抗腐蚀性和耐高温性能。可用于塑料彩镀,光导纤维蒸镀黄金或者用于航空,电影,照相,科研等其他蒸涂工艺。而真空镀膜工艺的心脏就是作为加热源的钨热子。

该类型钨制品一般是由多股耐高温钨丝经过加热绞制(绞合绕制),热子成型,清洗,表面处理,热定型等工艺制备而成的。每道工序都有严格控制的工艺技术要求。所谓的绞制就是将两根以上的钨绞丝按照规定的方向交织在一起,以此来确保电气性能上有一定的截面,且在力学性能上有一定的柔软性。然后在用专用的设备对热子进行成型压制。接下来是对热子进行清洗和表面的处理。使其表面没有任何的裂痕和可以看得见的沾染物,比如氧化物和拉丝润滑剂等。表面的沾染物会对真空中的真空含量有所影响,还会对后续金属的自由蒸发率起到负面的作用。最后就是对热子进行热定型的工艺。该工序要严格控制钨丝的再结晶温度。热定型就是指利用热力,消除织物纤维在拉伸过程中产生的内应力,使大分子发生一定程度的松弛,使编织纤维的形状固定成型。该工序可提高钨热子的尺寸热稳定性,降低其缩水率,还能消除皱痕,提高其抗皱性,改善其综合性能。在对钨热子进行该工序的时候不能用过高的温度,严格防止拉电弧,以避免表面氧化。

钨加热子

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铈钨电极的制备

铈钨电极有许多中不同的制备方法,常见的有采用黄钨混合铈,经过二次还原获得混合粉末,再经过压制、烧结和后续加工获得。也可以采用纯钨粉和铈化合物直接混合的方法,制得铈钨粉末。

铈钨电极

另外通过固液掺杂法将蓝钨和二氧化铈混合均匀,经过一次还原、酸洗、等静压成型、烧结、轧制开坯等后续加工制得电极。采用这种方法制得的电极中铈含量分布均匀、且起弧效果好,烧损率小。制备过程如下所示:

1.将费氏粒度在8~12um蓝色氧化钨与六水合硝酸铈的水溶液混合均匀。
2.调整悬浮液的pH值,使得金属氢氧化物的沉积物在多孔蓝色氧化钨粒子上沉积。
3.干燥混合好的粉末,然后将其放置于600~1000℃的连续氢气还原炉中,进行一次还原。蓝钨和金属氢化物分别被还原成了钨和金属氧化物。
4.酸洗铈钨粉末,然后过筛,用等静压机压制成型。
5.将压制好的坯条放置于1200℃±50℃的氢气炉中预烧结30min,以此提高电极的强度。

6.将烧结好的坯条进行三级台阶式升保温加热。第一阶段去除坯条的杂质,第二阶段升温至二氧化铈熔点以下,保温数分钟,使氧化铈保持分散状态,第三阶段在2600℃下加热完成烧结。
7.将得到的坯条进行旋锻、拉伸加工,在加工过程中对坯条进行退火处理,然后在经过矫直、磨光、切断等工序处理得到铈钨电极。

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稀土掺杂非充满型钨青铜发光铁电材料及其制备方法

由于在微波通信,传感器,换能器,铁电信息存储器等技术领域的重要应用,非充满型钨青铜材料近年来引起了很多科研工作者的研究兴趣。目前的科学研究主要关注非充满型钨青铜材料的电学性能,很少考虑其它功能属性。然而,随着现代科技的发展,对器件多功能化的要求越来越高,这就需要发展同时具有两种或两种以上功能的新材料,以研制能同时实现多种功能的新型器件。
 
因此,在材料开发与设计中有必要在保持或提高原有功能属性的基础上,进一步研究和拓展材料的新性能,从而使材料具有更加广泛的应用。鉴于稀土离子一般为非充满型钨青铜材料的内禀离子,通过选择合适的稀土激活离子,可以开发非充满型钨青铜材料的发光功能属性,因此这种材料是一种潜在的稀土发光材料,然而非充满型钨青铜材料潜在的发光性能还未被关注。如果能制备出既具有发光性能,同时还能提高原有介电、铁电特性的材料,这类材料在未来电子工业中将具有更加广泛的应用。
 
制备——步骤1. 以分析纯级的BaCO3、T12, Nb2O5,高纯级的La2O3、Eu2O3为原料,按照化学式Ba1La1 xEuxTiNb9O3,其中,0 ≤x ≤ 1,按照摩尔比进行配比; 步骤2. 以分析纯无水乙醇为介质,将配好的原料置于玛瑙罐中,在行星式球磨机上进行球磨,球磨时间为24小时; 步骤3. 将球磨后的浆料置于烧杯中,在烘箱中烘干,烘干时间12小时,烘干温度95度,获得烘干粉体; 步骤4. 将烘干粉体用玛瑙研钵研磨,然后置于刚玉坩埚中,放入箱式炉中,连续升温至1250〜1300度预烧8〜12小时,降温至500度后程序终止,随炉冷却至室温,出炉; 步骤5. 与步骤2相同的方式球磨,与步骤3相同的方式烘干,然后用玛瑙研钵研磨,制成预烧粉体; 步骤6. 将预烧粉体过筛网,在粉体中加入浓度为1〜20%的聚乙烯吡咯烷酮,充分研磨,混合均匀,自然干燥,造粒,过筛网,制备球状粉体; 步骤7:将球状粉体放入加盖刚玉坩埚,置于箱式炉中,连续升温,进行排塑,然后在1300〜1350度煅烧8〜12小时,降温至500度后程序终止,随炉冷却至室温,出炉,得到稀土掺杂的非充满型钨青铜发光铁电材料。

Na0.67WO3
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钨电极的制备技术-旋锻工艺

通过粉末冶金法制得钨坯条,要经过后续的旋锻、拉丝、矫直、磨光等后续工序,加工成大小、长度不一的钨电极。旋锻又称为旋转模锻,它是模锻的一种特殊锻打。旋锻工艺是对钨电极进行塑性加工,使得电极的直径减小、长度增加,同时改善电极的物理化学性能,提高电极的塑性和其他性能。旋锻主要在旋锻机上进行的,通过高速的旋转,带动滚柱和旋锻模,是旋锻模进行往复直线运动,对钨坯条进行锻打。在塑性加工过程中一般经历初次变形、再结晶退火和第二次变形。

在旋锻的过程对钨坯条进行加工变形容易导致电极内外组织不均匀,一般来说表面变形程度大,中心变形程度小,因此电极的应用分布状态也不均匀。因此在初次变形和第二次变形之间进行再结晶退火可以调整电极内部的纤维组织结构,从而改善电极的加工性能。旋锻工艺是电极的首次变形,对后续加工能否顺利进行起到了关键的作用,合理的旋锻加工工艺可以产生有利于塑性变形的显微组织。另外,在旋锻加工过程中,加工温度和加工的道次是影响旋锻效果的重要因素,因此要严格控制。

在旋锻过程中,钨条处于压应力状态有利于变形加工。另外,道次变形量小、锻打频率高,可以使得钨条在较小的变形力的作用下变形,但旋锻过程中所需的模具较多。由于较小的变形量总是从钨条的表面开始,所以容易使得钨条变形和应力分布不均匀,导致后续加工的缺陷。

钨电极和旋锻机

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