光催化是今年来发展的新领域，目前有许多的半导体材料被当做光催化剂，用于水分解。WO₃中的钨离子由于存在氧缺位而出现部分的W₆⁺还原成为W₅⁺离子，氧缺位影响三氧化钨晶型和能级结构，从而影响了光催化性能。非化学计量WO_3-X表现n型半导体行为，禁带宽度为2.4~2.8ev，这也使得它的光催化性能由于其他的半导体材料。

在波长大于330nm紫外光辐射下，Fe₂⁺/Fe₃⁺电解质体系中，WO₃粉体催化光解水产氧气速率为1220umol/g/h。420nm可见光辐射下，产氧速率也达到了320umol/g/h。当WO₃中的钨离子由于存在氧缺位而出现部分的W₆⁺还原成为W5⁺离子时，发生了电致变色效应，材料的颜色相应地由浅黄色变为浅绿色。通过外部离子和电子对WO₃材料的可逆注入，使得W₆⁺离子和W₅⁺离子相互转换，在这方面的应用有材料的着色和消色。

三氧化钨的分子式为WO₃，分子量为231.85。WO₃的分子式相当的简单，但是它的物理性质却十分复杂。满足化学计量比且无任何杂质的三氧化钨应该是无色透明的绝缘体，但是通常WO₃中的氧的含量并不满足严格的化学计量比，因为在制备中难以控制氧含量，加之其他的复杂因素，所以WO_3-X的型式来表示。1959年，Sawada和Danielson报道了WO₃单晶上进行的电阻率测量的电阻率结果p=1.7×10-1Ω·cm。1983年Sahle 和Nygren报道了WO_3-X（0≤y≤0.28）系列单晶的电导率测量。

随着对三氧化钨的电学性质的研究，我们可以发现，对于WO_3-X单晶，其电学性能随其结构和含氧量的变化可以分别呈现金属或者半导体。铁电行为是WO₃材料的一个极为重要的电学性质。WO₃晶体是一种铁电材料，其铁电温度是Tc=-40℃。

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三氧化钨在纳米三氧化钨经过水热法以及煅烧处理后得到，其特点是无数条高次对称轴，且二次对称轴和对称面均不多于一个。晶相三氧化钨具有很强的非均质性，它有3个主折射率。

以Na₂WO₄·2H₂O为原料，DL-苹果酸为辅助剂，在这个前提下，可以合成包含三维球状形貌的前驱体（WO_3·xH₂O）。我们发现苹果酸的加入剂量对WO_3·xH₂O的形貌和结晶相产生了很大影响。由此可以见，气敏测试表明三个样品的最佳工作温度为250℃，并且方状晶相三氧化钨表现出最高的灵敏度，主要归因于其独特新颖的三维多孔构造。在300℃最佳工作温度下材料的最低检测浓度可以达到0.1ppm，材料最佳煅烧温度确定为500℃，其中WO₃^-样品对5ppm丙酮气体的灵敏度达到了7.9；在相对湿度95%条件下，对5ppm的丙酮电阻灵敏度仍有5.72。

在测试不同气体（例如丙酮、甲醇、乙醇、氨气等）的气敏度通过不同工作条件下，晶相三氧化钨对气体表现出了很高的选择性和灵敏度。以Na₂WO₄·2H₂O为原料，分别采用Na₂C₂O₄、Na₂SO₄和H₂C₂O₄为辅助剂，在24小时180℃的水热条件下制取了六方相一维纳米WO₃。结合实验结果，我们发现溶液中Na⁺、SO₄^-、C₂O₂^-、HC₂O₄^-离子以及H₂C₂O₄对纳米WO₃晶体在形核和长大过程中所起的作用，结果表明三种不同的辅助剂对产物的晶系无影响。随后的气敏测试表明，Na₂C₂O₄辅助合成的WO₃纳米棒在320℃对一定浓度的乙醇表现出最高的灵敏度，主要归因于其很高的分散度和结晶度。

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制备工艺
当确定制备样品后，在不同烧结温度下制备出多个组分配比的样品，接着用伏安曲线，阻抗谱和介电谱来测量不同组样品。根据伏安曲线测量数据计算出主要样品的非线性系数，可得微米三氧化钨聚乙烯非线性系数比纳米三氧化钨复合样品好。在复合样品中，三氧化钨颗粒含量高的样品非线性系数较高，并且250℃烧结的样品的非线性系数高于其他温度烧结的样品，最高可达98%。当有机物含量高于80%时，样品变成绝缘体，制备出来的聚乙烯三氧化钨材料更具有稳定性。

样品分析
本实验仿照常用压敏电阻的研究方法，计算了势垒，并且比较了势垒与非线性系数变化趋势，对典型的样品做了微观形貌和六相结构分析，并将非线性较好的与非线性不好的样品以及微米颗粒功能体的与纳米颗粒功能体的复合样品做了分析对比，结果表明势垒变化趋势与非线性系数一致。

微观形貌和电学性能的测试结果表明，聚乙烯三氧化钨材料样品的非线性与外加电场导致的高电阻晶相向低电阻晶相的转变有着密切关系。非线性较好的一组典型样品在加偏压与未加偏压下的两组阻抗谱表明了晶界电阻并没有发生明显的变化，而且三氧化钨高聚乙烯复合样品非线性系数比较高，电阻较低是因为其相结构以低电阻的单斜相为主。

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3.使用压力式喷枪将镧酸氨溶液以喷雾的形式向蓝钨喷洒，同时进行搅拌，喷洒完毕后烘干，得到镧酸氨掺杂蓝钨；
4.将镧酸氨掺杂蓝钨放入还原炉，在高纯氢气中进行还原反应，得到还原钨镧合金粗粉末；
5.将还原钨镧合金粉末用定量盐酸、氢氟酸洗涤，去除过剩掺杂剂及其它杂质得到钨镧合金粉末；
6.使用等静压机向装在弹性模套内的钨镧合金粉末施加各项均等的力，制成密度均匀的钨坯条；
7.钨坯条在氢气保护下，在1200〜1400°C下进行预烧结30〜50分钟，得到预烧结条；
8.将预烧结条置于氢气保护下进行垂熔烧结，得到垂熔烧结条；
9.使用旋锻设备来锻打垂熔烧结条，使垂熔烧结条断面逐渐缩小、长度增加，坯条内钨组织结构、晶粒状态和表面状态发生改变，制得钨棒；
10.对钨棒进行退火处理；
11.再次进行旋锻，得到直径为3.7mm的钨杆；
12.使用大转盘对钨杆进行粗拉伸，得到粗钨丝；
13.将粗钨丝在空气中通过火焰进行氧化退火，并经涂敷石墨及小压缩比的单模拉伸，消除加工硬化，降低钨丝抗拉强度；
备注：氧化退火的目的是消除微镧掺杂钨丝的内应力，使得产出的钨丝具有良好的抗震性能
14.粗钨丝再经多个模序拉制成所需的细钨丝，制得微镧掺杂钨丝。

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目前，钨丝的制作通常使用仲钨酸铵（APT）为原料，灯泡用的的钨丝几乎都为添加了钾、铝、硅元素的掺杂钨丝。而添加的各种杂质元素都发挥了不同的作用，其具体如下：
１．钾元素在加工中形成与丝轴平行的钾泡列，阻碍再结晶过程中晶粒的横向长大，生成粗长的搭接结构，明显地降低钨丝的低温脆性，减少钨丝劈裂，使其钨丝获得极佳的抗震性能；
２．铝元素在还原过程中大幅度地提高钨粉中钾的含量，辅助优质抗震钨丝的获得；
３．硅元素以硅酸盐或钨酸盐的形式保留在氧化钨的表面，有利地保持氧化层的疏松性和还原期间水分的渗透性，进而有利于掺杂均匀，同时也有利于获得所必需的钾。



镧（La），原子序数是57，原子量138.9055，属于镧系元素，为稀土金属中最活泼的金属，在空气中很容易氧化，可以用于合金制作，也可以做催化剂。镧有两种天然同位素：镧139和放射性镧138。在钨丝生产过程中添加少量的镧元素，改变掺杂钨丝的成分以及内部的晶粒大小，进而改善钨丝的冷电阻、热电阻等物理特征。文章提出一种仲钨酸铵制备微镧掺杂钨丝的方法，其步骤如下所示：

1.仲钨酸铵（APT）在还原炉中在高纯氢气中预还原成蓝钨；
2.采用湿法掺入硅酸钾、硝酸铝溶液，搅拌混合使钾、硅、铝吸附在蓝钨间隙内，干燥，制得掺杂蓝钨；

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