铕是一种金属元素，银白色，用作彩色电视机的荧光粉，在铕激光材料及原子能工业中有重要的应用。铕在地壳中的含量为0.000106%，是最稀有的稀土元素，主要存在于独居石和氟碳铈矿中，自然界有两种铕的同位素：铕151和铕153。近些年氧化铕还用于新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉。氧化铕还可用于制造有色镜片和光学滤光片，用于磁泡贮存器件，在原子反应堆的控制材料、屏蔽材料和结构材料中也能一展身手。因它的原子比任何其他元素都能吸收更多的中子，所以常用于原子反应堆中作吸收中子的材料。此外，可用作彩色电视机的荧光粉，这些荧光粉发出闪亮的红色，用来制造电视荧光屏；激光材料等。

步骤：
1)无定形氧化钨薄膜的制备：在Na₂WO₄溶液中加入H₂O₂，得到含W₂0n₂_的澄清电解液；然后进行电沉积，得到无定形氧化钨薄膜；
2)滴加法表面修饰铕：将硝酸铕溶液逐滴滴加到步骤I)，得到的无定形氧化钨薄膜表面，晾干，得到表面修饰铕的氧化钨薄膜；
3)煅烧：将步骤2)得到的表面修饰铕的氧化钨薄膜在450°C下高温煅烧3h，冷却至室温后取出，得到表面修饰铕的三氧化钨光电极。

该实验表明，以电沉积的方法得到无定形的氧化钨薄膜为基体，制备得到一种铕表面修饰的三氧化钨光电极，其光电性能显著提高，而且实验设备简单，操作简便，条件温和，且具有环境友好等优点。

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钨铜粉末注射成型技术（Metal Injection Molding，MIM）是在传统粉末冶金（Powder Metallurgy，PM）技术基础上结合塑料成型工艺结合而发展形成的一种新型近净（Near Net Shape）成型技术。它的出现使得传统金属粉末模压成型工艺在产品形状上的限制得到了突破，可适用于制备几何形状相对复杂、结构组织均匀、尺寸较小的高性能零件。MIM技术具有众多优势，如可一次成型，无须或只须少量后续加工，尺寸公差极小，批量零件的一致性高，注射料可反复使用，材料利用率高，生产成本相对较低，制品表面光洁度高在没有后续加工的情况下依然可以可达到Ra3.2，烧结密度接近完全致密，显微组织均匀，生产灵活性高等等。从理论上说。钨铜注射成型采用的是一定比例的高分子聚合物（粘结剂）与钨铜粉末在一定条件下制成具有良好流动性的均匀混料，通过注射成型形成所需复杂形状的零部件后，再经脱脂、烧结等工艺得到最终产品，而这其中所包含的成型粉末、粘结剂的选择以及烧结参数的控制都是影响钨铜粉末注射成型工艺的关键技术。

1.注射成型粉末：由于MIM工艺一般用于制备尺寸较小且几何形状结构相对复杂的零件，因此其对粉末原料的要求相比于传统粉末冶金工艺要求较高，要求粉末粒度极细，这也是限制MIM技术推广使用的最关键的因素之一。目前生产注射成型用的金属粉末方法主要有水雾化法、气雾化法以及羰基法。水雾法可以使粉末细化，效率高，适合大批量生产，是较为常见的工业方法。但是其粉末形状大小不规则，使得其容易在粉末表面形成氧化膜，从而影响MIM零件的各项性能；气雾化法所得到的粉末呈球状，其表面氧化程度相比于水雾化法形成的粉末低，但是收集效率也较低；从粉末的特征上看，羰基法所制备的粉末纯度较高，粒度较细，但是其工艺方法受到一定的制约，如今仅在纯镍和纯铁中有所运用。

2.粘结剂：粘结剂参与了出烧结工艺以外的所有工序，而注射成型中任何上工序缺陷都无法从下工序中得到弥补或消除，因此其在钨铜粉末注射成型中起到了关键的作用。总的来说，粘结剂的主要功能是增加粉末流动性以及保持产品的形状，是粉末能够在注射压力的作用下良好地充填复杂形状的模腔。从基体的种类上分，粘结剂可分为油基、聚合物基、石蜡基、热固性粘结剂、凝胶粘结剂等等。理想的PIM粘结剂应具有粘度适中且波动下，冷却后具有一定的刚性和强度，分量小，与金属粉末有毛细作用力且粘合性良好、接触角小，化学稳定性高、无毒安全、低热膨胀系数、可反复使用等等优点。

3.脱脂烧结工艺：脱脂工艺其实就是在升温或保温阶段对粘结剂进行逐步脱除，所以粘结剂的选用也决定了脱脂工艺方法。其脱脂的时间需要尽量缩短，并要保证脱脂后的生坯化学成分控制在许可范围内。脱脂方法可大致分为热脱脂与溶剂脱脂，热脱脂还可分为气氛热脱脂、真空热脱脂、虹吸脱脂和氧化脱脂，溶剂脱脂可分为进入脱脂、冷凝蒸汽脱脂和超临界脱脂。在最后烧结工序中依靠热处理，使粉末颗粒间发生流动、粘结以提高产品强度，烧结中的温度、气氛、升降温速度等参数都对最终产品的精度及性能有一定的影响。

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亚甲基蓝是一种吩噻嗪盐，正电荷不稳定。外观为深绿色青铜光泽结晶（三水合物），可溶于水/乙醇，不溶于醚类。亚甲基蓝在空气中较稳定，其水溶液呈碱性，有毒。亚甲基蓝广泛应用于化学指示剂、染料、生物染色剂和药物等方面。可用于制造墨水和色淀及生物、细菌组织的染色等方面。亚甲蓝因为有还原性，其注射液被用来治疗正铁血红蛋白血症。也用于抢救硝基苯、亚硝酸盐和氰化物中毒等。因为其杀菌消毒的作用，口服亚甲蓝或用其溶液冲洗可以治疗膀胱炎和尿道炎。另外，亚甲蓝在进入人体30分钟（注射）至几小时（口服）内会从尿中排出，导致尿液暂时呈蓝色，因此也用来作肾功能测定。观赏鱼养殖中，0.1-0.2ppm的亚甲蓝溶液也被用作消毒，或治疗白点病等疾病。

三氧化钨是一种半导体光催化剂，可用于降解水中污染物。在用三氧化钨作为光催化剂处理亚甲基蓝模拟废水的反应中，通过单因素和正交实验，确定最佳处理条件为三氧化钨用量50mg、反应时间40min、H₂O₂用量4mL。并通过动力学研究，确定在不同三氧化钨光催化反应体系中的降解反应级数。利用三氧化钨光催化降解水中污染物是目前比较热门的研究课题之一，光催化剂可以在反应中产生具有强氧化能力的空穴和羟基自由基，因而备受人们的关注。

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共沉淀法制备三氧化钨按一定比例取1mol/L的Na₂WO₄溶液和Na₂SnO₄溶液，混合均匀后缓慢滴至沸腾的稀H₂SO₄中，不断搅拌生成沉淀，在经陈化、洗涤、过滤、烘干、煅烧得到SnO₂-WO₃气敏粉体材料。研究发现SnO₂的添加抑制了WO₃晶粒的生长，提高了其气体灵敏度，其中以0.5%的掺杂量为最佳。共沉淀法是在混合的金属溶液中加入合适的沉淀剂，反应得到均匀的沉淀产物。研究表明，颗粒度越小，粒度越均匀。颗粒团聚越小，相应的气体灵敏度越高，相应及恢复时间越短。

微乳液法是指两种不相容的液体在表面活性作用一个均匀的乳液，从乳液中析出固相，这样可以使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内，从而可形成球形颗粒，避免颗粒之间进一步团聚。

溶胶-凝胶法在制备三氧化钨薄膜方面有许多的优点，例如它可制备不同晶型、不同致密程度材料，并且易与控制产物的组成和粒径，最重要的是能易于大面积生产均匀薄膜。因为这些优点，它被大多的研究者采用、研究并且继续发展。研究者采用相同的方法制备了几种杂多金属氧化物膜，其中磷钨氧化物化膜UV光照射后，在可见去和近红外区都有较强吸收能力。该方法为溶胶-凝胶法制备大面积三氧化钨薄膜迈出了重要的一步。到了2002年，以六氯化钨和钨酸为原料，通过改变醇、水和聚乙二醇的比例以及PH值制得稳定溶胶，并制成薄膜。这款以WCL₆为原料制得的杂化膜，响应快、吸收强。

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三氧化钨（WO₃）直接还原法也称作三氧化钨碳化法，用该方法可还原优质超细钨粉，该工艺流程如下所示，生产过程所需的设备由混料器、制粒机、干燥器及两台回转炉组成。

首先将三氧化钨（质量分数，84%）粉末与炭黑（质量分数，16%）的混合料制成直径为3mm的粒球，然后在两台回转炉中连续进行还原。反应过程中连续经过一系列中间产物：
WO₃→WO_2.9→WO_2.72→WO_2.0→W→W₂C→WC。

WO₃在第一台回炉内于1247℃、N₂气氛中加热，反应产物为WO_2.72、WO₂和W的混合物，超细晶粒形核发生在中间产物WO_2.72和WO₂的转变过程中，这是由于WO_2.72本身晶粒细及WO_2.72向WO₂转变时的体积急剧收缩及密度显著增加而引起的。在物料中含有炭黑的情况下，不会形成促使晶粒长大的WO₂（OH）₂化合物，从而避免了WO₂（OH）₂的气相迁移而发生晶粒长大。细小的WO₂转变为超细W晶粒时颗粒不会变粗。在第二台回转炉内于1500℃、氢气气氛中超细W直接被还原时，一般都添加少量晶粒生长抑制剂，以防止超细硬质合金中的晶粒长大。

实验表明，在直接还原过程中，原始三氧化钨和炭黑对还原钨特性的影响表现在炭黑颗粒大小按C→B→A次序减小。当原始氧化钨颗粒度为2.60微米和1.80微米时，还原钨粒度几乎不受炭黑粒度的影响，此时还原钨粉末粒度均为0.50微米左右。采用粒度为1.00微米的三氧化钨和细颗粒炭黑还原时，所准备的还原钨粒度为0.36微米，此时还原钨粒度大小取决于原始三氧化钨粒度，还原钨粉末与所准备的WC-CO合金具有细而均匀的结构组织。

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硬质合金球齿虽然具有较高的硬度以及抗冲击性能，但是其本身的脆性较高且耐磨性较差。在掘进的过程中，由于球齿与岩层发生高速碰撞而产生的高温会使得硬质合金的硬度有所下降而破碎的石英颗粒却会在这样的温度下发生软质相向硬质相的转变。因而就会造成硬质合金潜孔钻球齿的工作失效，是整体的掘进效率下降。硬质合金潜孔钻球齿的主要失效形式包括磨损（磨粒磨损、表面疲劳磨损、黏着磨损）、断齿、掉齿以及碎齿等，接下来我们将逐一探讨几种失效形式。

一、磨损：这是硬质合金潜孔钻球齿失效形式中最为常见的，其还可细分为磨粒磨损、表面疲劳磨损以及黏着磨损。这是由于潜孔钻的工作环境较为严苛，常常是在地下、井下作业，而潜孔钻头球齿除了在冲击和旋转切削破碎岩石与岩层发生磨损外，钻头所产生的气流写到的岩屑也会磨损球齿，尤其是在一些高风压潜孔钻头中。硬质合金潜孔钻头球齿由内而外可分为中齿和边齿，中齿主要用于破碎岩层，而边齿既参与岩层的破碎，还有另一个重要作用就是保护钻头，以防止周围岩石对钻头本身产生磨损。由于潜孔钻头在回转切削岩石时边齿靠外沿所以线速度较大，也最先发生磨损，因此一般来说边齿的尺寸大于中齿尺寸，但其磨损速度相较于中齿高。另外，边齿失效后失去了原本对潜孔钻头的保径作用，钻头本身也就开始发生磨损，这也说明了边齿的使用寿命直接影响了潜孔钻头的使用寿命。相关的研究人员经过大量的实验总结出硬质合金球齿发生磨粒磨损的两种机理，其一是碳化钨WC和钴Co受到均匀磨损，与抛光作用相类似，其二是钴Co被先除去，而碳化钨WC颗粒被拔出发生表面擦伤；表面疲劳磨损是由于硬质合金球齿与岩石发生相对滑动所产生的交变载荷引起的；黏着磨损则发生在硬质合金球齿与岩石硬度近似相等的状态下，此时的硬质合金球齿发生塑性变形并与岩石产生相对运动，二者先粘接在一起后又彼此分离，在这一过程中硬质合金颗粒被剥离而产生磨损。

二、断齿：在磨损的失效形式中就提到了边齿和中齿的概念，所以断齿也就分为中齿的断齿以及边齿的断齿。再者边齿对钻头起着一定的保护作用，对潜孔钻头的使用寿命影响最大。通常来说，潜孔钻头的边齿与钻头端面呈斜35°角，由于力的作用是相互的，钻头在冲击岩石时，发生偏心冲击，同时钻头在回转切削岩石时边齿受到了岩石的摩擦力作用，两力的合力在边齿的齿根部产生一定的弯矩，这样周期波动的作用力长期作用容易在边齿内部产生裂纹源，从而导致边齿断裂。而中齿由于不产生偏心冲击，其断裂主要是由于岩石对球齿阻碍摩擦而产生的弯曲拉应力所导致的。

三、掉齿：发生掉齿和碎齿的情况也时有发生。硬质合金潜孔钻头球齿发生掉齿的原因主要有，其一钻头球齿在固定时不在同一水平面上，造成所有的球齿不能同时接触岩石，个别球齿悬空为参与实际工作，产生拉应力波，球齿被拔出；其二潜孔钻头在作业的过程中被气流吹起的岩屑磨损，导致部分球齿外露，从而减小了钻头刚体对球齿的束缚力；此外还有一种原因是潜孔钻头球齿在布置时过盈配合不当，导致一些球齿的固紧力不足而发生脱落。

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目前，人们已经能够用多种方法制备不同孔径的多孔氧化钨并且已经制备出了同时含有大孔、介孔和微孔的，或者只含有其中两种孔尺寸的材料。这些材料在催化、选择分离和传感器等方面有着重要的应用，然而，具有泡沫形状的多孔材料一般比较脆弱，易粉碎。三氧化钨是一个被广泛研究的过渡金属氧化物，因为它具有独特的性质在变色器件、传感器等方面得到应用。另外，三氧化钨基的掺杂复合物还具有催化作用。人们意思到三氧化钨的形貌和结构与所期望的应用功能有着直接关系。

步骤：
通过浓缩含有双氧水（H₂O₂）、甲醇、过钨酸和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的溶液，制备了含有介孔的WO₃一维网状结构。用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、粉末X-射线衍射(XRD)、热失重分析(TG)、高分辨率透射显微镜(HRTEM)和N₂等温吸附(BET)等技术，对所制备的和煅烧后的WO₃网状结构进行了表征。

结论：
1. 光学显微和SEM照片展示了这种形似泡沫的一维网状结构的WO₃不论在煅烧前还是煅烧后都比较稳定，表现出自支撑的性质。
2. 放大的SEM图表明，煅烧后网状结构的壁是由WO₃的纳米颗粒组装而成的。
3. XRD衍射分析表明，WO₃泡沫煅烧前是非晶体，煅烧后为正交晶系的晶体。作为结构诱导剂的PVP具有廉价和稳定所制备溶液的优势。

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染料敏化太阳能电池和有机-无机钙钛矿太阳能电池由于具有制作工艺简单，理论能量转化效率高，成本较低等优点，是非常有发展潜力的两种新型薄膜太阳能电池。经过世界各国科学家的不断努力，目前DSCs和PSCs的能量转化效率(PCE)分别达到了13%和19%。DSCs中的对电极和PSCs中的背电极是整个光伏器件结构中重要的组成部分，除了形成整个电池回路的作用之外，它们分别起着催化还原电解质中氧化态组分和收集空穴的作用。DSCs对电极催化材料通常为Pt，PSCs背电极通常为Au或者Ag。

然而，这些材料的使用存在诸多问题。首先，Pt、Au、Ag是贵金属，价格昂贵且储量有限，势必影响到未来的大规模生产。其次，Pt对电极易被DSCs电解质中的I-/I3腐蚀，而Ag背电极在PSCs中容易被有机-无机钙钛矿腐蚀，因此影响了DSCs和PSCs的稳定性。为了提高稳定性以及降低DSCs、PSCs成本，需要开发出高效、低成本、耐腐蚀的非贵金属对电极和背电极材料。同时需要深入研究电池材料在器件中的作用和催化机制以及影响因素，以便为新材料的开发提供一定理论的指导意义。

实验研究出新型高效低成本的三氧化钨对电极，从化学组成、形貌、表面结构三个重要的角度深入研究了其对催化和DSCs性能的影响机制。为了进一步降低电池的成本、提高稳定性，成功制备了基于廉价碳材料的Pt-free和ITO-free的柔性三氧化钨对电极并研究了其在拟固态电解质中的催化和DSCs性能。同时将上述廉价碳材料经过简易的溶剂交换法，制备了适合有机-无机钙钛矿太阳能电池体系的低温导电碳浆，从而成功构建了基于碳背电极的HTM-free和Metal-free的介观异质结钙钛矿太阳能电池和平板异质结钙钛矿太阳能电池，并详细研究了两种器件的光电性能、界面电子-空穴分离与收集、长期稳定性等问题。

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