钨铜电极金相及性能分析
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2015年12月22日 星期二 16:49
钨铜粉末烧结材料其形态分布为以钨为骨架均匀分布在铜基体上。由于钨W的高熔点和高硬度的特性，钨在1000℃下，其极限抗拉强度仍有50kgf/mm2，比常温下的低碳钢强度还要高，这就使得钨铜材料在铜熔点温度以下（约1000℃左右），仍具有极高的抗磨损性和热硬性。而钨骨架以铜为基体粘为一体，并且构成了烧结材料的良好导体和散热的通路，从而使得钨骨架在使用的过程中不会产生局部过热的现象。
常用金属的室温强度主要决定于两个基本因素，即金属原子结合力以及对位错运动阻力。在钨铜材料作为电阻焊电极时常采用增加对位错运动阻力的方法来提高强度，包括冷作硬化和拆出强化等方法。但是，这些方法所得到的强化效果会随着钨铜合金的温度升高而显著降低，最终消失。举个例子，冷作硬化后的紫铜电极，室温下硬度可达到HB100-110，然而当温度升高至200-250℃时，这种冷作硬化效应会全部消失。此外，大多数靠沉淀相析出强化的铜合金，在温度达到500-650℃时，由于沉淀相重新融入基体，而使得强度迅速降低。相比之下，铜钨粉末烧结材料在高温下不会发生相变，再结晶或重结晶等现象。一些对钨铜材料研究数据表明，钨铜W-30Cu的硬度和电导率高于铍铜，软化温度则为铍铜的两倍以上。因此，以钨铜材料来作为闪光对焊或弧焊用的电极，尤其是连续在高温下作业的情况下，对导电性以及耐磨性要求较高的场合，更能凸显钨铜电极材料的优越性。
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APT杂质行为分析
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2015年12月22日 星期二 13:51
APT工艺的现代方法是使用高纯APT取代钨酸，借助于钨酸铵溶液的热不稳定性，溶剂中氨易于气化的特点，用快速加热、剧烈搅拌的方法，使溶剂与溶质间的平衡发生破坏，呈过饱和状态，APT从钨酸铵溶液中经成核，晶体生长而结晶出来。
据文献研究指出，钨酸铵溶液存在的杂质P、As、SiO2、Na、Mg、Ca、Fe、Mo等在ATP结晶过程中的行为取决于它们与仲钨酸盐的相互作用特性及其所形成的化合物的溶解度，杂多酸型可溶性杂质(NH4)3PW12O40;(NH4)3AsW12O40;(NH4)3SiW12O40在仲盐结晶过程中实际上完全留在母液中，最高可达1kg/L以上，而在仲盐中的含量不超过0.005%。
P、As、Si杂质会降低仲盐结晶率。其它杂质的净化效率Mo>Na>Mg>Ca>Fe，并取决于原始溶液中的浓度。
仲盐对杂质的净化效率除取决于它们在原始溶液中的浓度外，还取决于APT蒸发工艺。循环蒸发由于结晶器结垢等原因，最终产品不稳定。在槽罐中间接蒸发，股入空气搅拌，与同样槽罐密封真空状态下蒸发，杂质P、As、SiO2、Fe、Mo等在APT晶体中和母液中的分配相差很大（见表1），符合文献所指仲盐结晶过程中各种杂质的净化规律。
加晶种蒸发过程中定量补加AT溶液可避免生产复晶，除能得到均匀的APT具体外，可进一步净化杂质，提高APT纯度。将国外介绍的数据与株洲硬质合金厂黑钨精矿萃取新工艺加晶种蒸发结晶的数据相比，可以看出，株洲厂的工艺对产品进一步的提纯有一定的优点（见表2）。
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钨合金飞轮配重
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- 发布于 2015年12月22日 星期二 13:41
飞轮是转动惯量很大的盘形零件主要用于大型机械的零部件或装置，其作用如同一个能量存储器。对于AP1000三代核电主泵电机来说，由于它是一种世界先进的立式单级、整体密封式、高惯量、离心的屏蔽电机，所以主泵的电气、水力和惰转性能至关重要。但是如果在没有电源的情况下，惰转将不能正常进行，也就无法保证反应堆的安全。而在主泵电机上设置飞轮则可以提供大转动惯量从而提高惰转时间，保证反应堆的安全。
这种高惯量飞轮为重金属钨合金镶嵌结构，由内轮毂、12块重金属钨合金插件、保持环、上下盖板以及外套组成。由于转速慢的偏心造成的偏载会小一些，但是像飞轮这样转速高的则一定要加配重块以保持其平衡性。将钨合金块安装到飞轮的轮毂上将其固定即可达到为飞轮配重从而保持其在高转速下亦能平衡的目的。这是由于钨合金具有较高的密度和较好的耐磨损性，高密度使其能很好地用于保持飞轮转动时的平衡；当飞轮在高速运转的情况产生较大的摩擦力，钨合金则可以很好地克服这一点不至于被磨损消耗。
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液相烧结法制备钨合金配重件Ⅱ
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- 发布于 2015年12月22日 星期二 13:34
烧结的目的是把粉状材料转变为块体材料，并赋予材料特有的性能。液相烧结钨合金配重件时主要分为三个阶段：1、液相生成与颗粒重排阶段。2、溶解-析出阶段；3、固相骨架形成与晶粒长大阶段。而经过液相烧结后的两相合金，其密度与理论密度相近。这意味着用液相烧结法制备钨合金配重件可以很好地保留其原有的高密度特性，从而使得钨合金配重件能更好地应用于各个领域，发挥其效能。
1、液相生成与颗粒重排阶段
这是制备钨合金配重件时所需时间最短的一个阶段，在该阶段，镍、铁粉末会随着温度升高而产生液相，继而产生毛细管力，使得粉末发生快速的致密化。镍是制备钨合金配重件必不可少的元素，适量的镍（0.5%~12%）可以增加粉末间的粘性，使其更好地致密化。颗粒重排时的致密化程度则取决于液体数量、颗粒尺寸、固体在液体中的溶解度等等，如果液相数量足够（35%），压坯可完全致密。
2、溶解-析出阶段
经过重排阶段后致密化速度变慢，溶解和扩散效应则成为了该阶段的主导。小颗粒的粉末将优先溶解于液相之中，而随颗粒尺寸溶解的小颗粒通过扩散产生物质迁移而沉析在大颗粒的表面上，使得颗粒粗化长大，同时使得材料进一步致密化。
3、固相骨架形成与晶粒长大阶段
颗粒在经过液相生成与颗粒重排，溶解-析出阶段之后会互相靠拢，在颗粒接触表面同时产生固相烧结，形成牢固的固相骨架。但此阶段的烧结时间不宜过长。
钨合金通过液相烧结工艺可以使金属间达到全致密性，再根据具体需求制作出各类不同形状的配重件，这些配重件都具有高密度、高导电导热以及耐腐蚀抗氧化等等优异的特性，使得其成为许多需要配重产品领域的首选。
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液相烧结法制备钨合金配重件Ⅰ
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- 发布于 2015年12月22日 星期二 12:01
钨合金是以钨为基体添加少量Cr、Mo、Ni、Cu、Fe、Co等元素组成的两相复合的合金材料，即高熔点的钨相和低熔点的γ相（Ni-Fe，Ni-Cu等等），主要分为两大类，即钨镍铜系合金以及钨镍铁系合金，它们各自都具有一系列优异的物理机械性能。但相较于钨镍铁系合金，钨镍铜的可塑性会较为低一些，这也使得对钨镍铁系合金的使用更为广泛。钨合金配重件的使用可谓广泛，上至航空下至水陆，即可应用于航空航天等尖端科学技术中，军事上用做导航仪的陀螺转子、配重螺钉、调整片等，在机械制造及压力铸造等工业中则被用作平衡的配重元件等等。
钨合金配重件主要是由钨、镍、铁粉末经混合压制烧结而成。其中钨的含量最多，达到80%~97%，而镍和铁粉末则主要起到黏结剂的作用。由于两相熔点差异巨大，因此它是一种典型的液相烧结合金，制备钨合金配重件时也主要是用该方法。
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钨合金剑柄配重
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- 发布于 2015年12月22日 星期二 11:49
早期的剑，不管是长剑还是短剑、西洋剑或者中国的剑都是冷兵器时代主要的兵器。中世纪的欧洲骑士善于用剑，也会在剑柄处加上一个配重球，其目的主要是用以调整剑身的重心，在使用者的腕力的基础上，调节威力和灵活的平衡性。如果重心偏向剑身，那么劈砍或者刺的威力就很大，但是手腕不好转动，加了配重球或者配重块后就可以较好地控制手腕的转动。
而对于欧洲剑来说，它的剑一般都比较长而且重，如果没有在剑柄上增加配重球就会难以把握。也就是说，为剑柄增加配重的目的就是让剑的整体重量达到每个人的重量平衡习惯，使使用者用起来更加舒适。可以作为剑柄配重的材料有很多，但是钨合金配重材料由于其能在较小体积的情况拥有较大比重而成为剑柄配重的重要制造材料。
给钨合金剑柄配重主要是通过在剑柄顶端加入钨合金配重以及在手柄上加入钨合金配重。在柄端加入钨合金配重是为了使重心尽可能地远离尖端，因此这是降低平衡点以及增加配重的最有效的方法。由于重量比在刀刃上会更重，因此在相同的平衡点上它需要比柄端的配重更重，所以在手柄上加入钨合金配重则会使得剑的手柄的直径更长从而更容易制作。
钨合金的高密度特性使得剑柄在不增加很大的体积的前提下达到配重需求，耐腐蚀和抗氧化特性则使其在使用者手中不被汗液侵染腐蚀而朽坏，而无毒环保特性也使其成为众多环保人士的宠儿。钨合金配重在剑柄中的使用会让剑使用起来更加舒适。
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镭辐射与钨合金屏蔽材料Ⅱ
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- 发布于 2015年12月21日 星期一 18:16
手表在人们生活中的使用频率可谓非常之高，许多人为避免麻烦在晚上睡觉时也并未脱下手表，特别是夜光手表，这会对人体造成危害。夜光手表是将添加了以硫化锌为基质的夜光粉涂抹在指针和表盘上方便在黑暗时看清时间的一种手表，具有很高的实用性和观赏性。而由于硫化锌即便在阳光或灯光照射后能产生一定时间的光、但时间依然有限。因此为了维持它的夜视功能，一般会掺杂一定量的放射性元素，即镭元素，镭放出的射线可以激发硫化锌发光。因此，晚上戴夜光手表睡觉，会遭到镭辐射进而危害身体健康。
那么如何才能有效地降低夜光手表的镭辐射，从而实现实用与观赏性兼得呢?钨合金对辐射的屏蔽能力早已受到许多行业的认同，良好的吸收射线能力，良好的耐腐蚀性和抗氧化性，以及良好的可焊接性都为其在制作各种屏蔽件时打下了坚实的基础。通过将由钨合金制成的小型芯片（该芯片即为屏蔽辐射装置）植入手表内部，将夜光手表放射出的多余射线吸收，从而达到防辐射的目的。
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镭辐射与钨合金屏蔽材料Ⅰ
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- 发布于 2015年12月21日 星期一 18:14
镭（Ra）是法国科学家Marie Skłodowska-Curie及其丈夫从沥青铀矿中发现的，是生产铀时的副产物，随后通过研究证明该元素的辐射可以对繁殖速度极快的细胞产生有效的抑制作用。镭元素虽然不是最早被发现的放射性元素，但却是现代核工业兴起最重要的放射性物质，可以广泛应用于科研、工业、医疗等领域。
镭在医疗上的应用主要在于癌症的治疗，是利用放射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。放射线包括放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线治疗机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其他粒子束等。由于镭的放射性很强，它在衰变时会放出α和γ两种射线。而这两种射线均可以破坏体内的癌细胞等有害细胞因此被较好地应用于医疗领域。强辐射的放射性治疗在带来良好治疗效果的同时，也带来了另外的伤害---辐射，长期处于镭射线辐射的状态下易使人诱发诸多不良反应如头晕、恶心、脱发等症状，严重的可诱发骨癌。
众所周知，用以制作屏蔽件的材料需首先具备的性能就是高密度，钨作为一种高密度元素，虽然不是世界上密度最高的元素，但却是用以制作屏蔽件最合适的材料。早在20世纪30年代钨合金就被成功地研制出来并应用于防辐射的屏蔽材料。由此可见，将钨合金屏蔽材料应用在镭疗术上能够很好地弥补其使用中存在的短板，让治疗成为真正的治疗。
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钨合金屏蔽材料应用于碳-14医疗领域
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- 发布于 2015年12月21日 星期一 18:11
自然界中存在的碳元素有三种同位素，包括稳定同位素碳-12，碳-13和具有放射性的同位素碳-14。碳-14是透过宇宙射线撞击空气中的碳-12原子所产生，其半衰期约为5730年，衰变方式为β衰变，碳-14原子转变为氮原子。碳同位素技术在地质学、环境学、海洋学、气象学以及植物学等领域均得到了广泛的应用。碳-14标记化合物在医学的应用在于诊断患者的体内及体外病症，除了该实际应用外还广泛用于病理的研究，以及用于体外诊断的竞争放射性分析。体外诊断的竞争放射性分析是一种微量分析技术，它的特异性强，灵敏度高，且准确性和精密性好，因此可以在早期发现许多潜伏的疾病，能够有效地预先防治疾病。
以碳-14呼气检测仪是新一代的检测幽门螺旋杆菌的仪器，患者只需要吹气5分钟，且不会出现其他任何不适，即可进行检测。这种呼气试验检测仪使众多的高血压、心脏病及对胃镜过敏的患者，成功地避免了做胃镜时所出现的不适感，也是目前比较理想的理想检测方法之一。但是由于碳-14是具有放射性的同位素元素，因此该检测仪不可避免地会存在辐射，这将制约该检测仪的适用性（如孕妇等人将不适宜使用该检测仪）。
钨合金由于其良好的高密度及环保特性一直深受人们的欢迎，也是制作屏蔽材料的首选。将钨合金屏蔽材料应用于碳-14呼气检测仪，可以较好地屏蔽该检测仪的辐射、使得其适用范围扩大，真正发挥其效用。同时碳-14标记化合物作为灵敏的示踪剂，也具有非常广泛的应用前景。而随着科研技术的发展碳-14也逐步应用到了生物材料，生物产品，可再生能源等新技术行业，这也意味着以钨合金为主导的屏蔽材料也将伴随着碳-14的发展逐步深化和应用。
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钨合金屏蔽材料可屏蔽放射性同位素元素Ⅱ
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- 发布于 2015年12月21日 星期一 18:07
简单介绍一下目前常用的三种放射性同位素元素：
1、碘-131
碘-131是元素碘的一种放射性同位素，是核裂变的产物，也是人为产生的。它是β衰变核素，主要发射99%的β射线和 1%的γ射线。主要用于核医学中治疗甲状腺疾病和检查甲状腺功能等。而针对其存在的辐射，在治疗时可以采用一定厚度的钨合金屏蔽即可。
2、铯-137
铯-137是在1945年第一颗原子弹爆炸后才产生的新元素，即由核弹、核武器试验以及核反应堆内裂变产生的衍生物之一，它释放的是γ射线。铯-137是一个高辐射的放射源，其对人体健康的影响随着辐射强度和剂量的增大而增大。若长期受到铯-137的大剂量照射，甚至会导致死亡。由于钨合金对γ射线有着很好的屏蔽功能，因此在对铯-137的屏蔽应用上效果也十分显著。
3、钴-60
钴-60为金属元素钴的放射性同位素之一，属于高毒性核素。它能透过β衰变放出能量高达315KeV的高速电子成为镍-60，同时释放出两束的γ射线，其半衰期为5.272年。钴-60常常以放射源的形式为人们所应用，因此对于钴-60的屏蔽主要在于屏蔽放射源。将钴-60密闭保存在钨合金屏蔽容器（如图）中即可达到屏蔽的目的。
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