材料的物理与化学性能主要受其分子结构影响，氧化钨在制备时其形貌容易受外界因素影响而产生变化，首先不同的制备方式为主要因素，其次相同的制备方式，也会因为制备原料、温度、氧含量不同而发生晶型结构的变化。经大量学者研究，制备氧化钨的方式有很多，用得比较多的为：有氧法、还原法、湿化学法，模板法等，本文主要介绍四种常用方式的基本机理，以及一些具有代表性的实验。

1 .氧化法制备氧化钨。氧化钨即为钨的氧化物，从化学角度上理解，即为钨与空气中的氧发生反应即形成氧化钨，所以采用氧化法去制备氧化钨是最先想到的制备方式。直接采用钨粉去跟氧气发生氧化反应，那理论反应方程式为：aW+bO2 —（XX条件）→cWxOy，由于钨粉的化学性能较为稳定，必须在吸收能量的条件下才能与氧发生氧化反应生成氧化钨，所以大部分采用上述方程式来制备氧化钨都需要以加热、超声波或者催化剂作为反应条件。Li等通过实验验证了直接在空气中通过红外线照射加热钨灯丝的方式能给钨的氧化反应制造吸收能量条件，该方式能制备出来了一维纳米结构的三氧化钨（WO3）材料，而且这种方式制备氧化钨比较简单易行，容易实现大规模化生产；而Hong等通过实验证明，提出了另一种简单的大规模制备氧化钨的方式，首先采用超声波清洗小于1cm2的金属钨，用碘化钾作为催化剂，在一定湿度条件下能制备出三氧化钨纳米带。

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非破坏性试验也称无损试验，通常指不破坏产品结构，不损害产品性能的检验方法及所用相关手段。产品的检测分破坏与不破坏产品两类，后者侧重于外观，要逐个进行，但只要合格即可。对于前者通常采取任意抽样，而且侧重于内在质量，对指定的怀疑有内在缺陷的产品进行解剖。由于破坏性试验最终都要以牺牲一个产品为代价，利用非破坏性试验检测产品则可以做到兼顾，既不破坏产品又能确切掌握内在质量。

非破坏性试验检测缺陷产品时是利用电磁辐射，声音以及材料固有的属性对样品进行检测，包括用显微镜对样品的外表面进行详细地检测。样品的表面要进行抛光处理，样品的厚度需达到电子透视所需的厚度。但样品的制备工艺，光学显微术以及电子显微术还是具有破坏性。而样品的内部只能利用穿透性电磁辐射进行检测，例如X射线和3D X射线。此时钨合金屏蔽件（如图）就可以有效地屏蔽由于使用X射线或3D X射线检测产品缺陷时造成的有害辐射。

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钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好，比重大，除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外，钨及其合金广泛用于电子、电光源工业，也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。除此之外，高密度的钨合金也经常被用来制作钨合金屏蔽件并且应用于许多领域。

研究证实防辐射能力和材料密度有着紧密的关系，密度越大屏蔽性能越好。反之，更高的密度意味着更好的射线吸收能力和射线屏蔽能力，由于钨合金的密度比其他材料高，钨合金屏蔽件对γ射线有着更好的屏蔽性，从而可减少屏蔽件的体积而不影响屏蔽性。和铅相比，相同体积的钨合金屏蔽件拥有更好的射线屏蔽性。钨合金结合了高密度性（密度比铅高60%），机械加工性，良好的耐腐蚀性以及高辐射吸收能力（优于铅和钢），高强度等优点，由此可见钨合金是屏蔽件的最佳原材料。

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钨合金注射器屏蔽件是由钨合金为原料制成的是用于医疗注射放射性药物时起保护作用的医疗器械。它是利用高致密钨合金对放射性粒子的屏蔽作用来达到其屏蔽放射性物质的目的。由于钨合金密度可达16 .5-19.0g/cm3，因此对放射性粒子有很好的屏蔽效益。

钨合金注射器屏蔽件在医疗中常用作同位素示踪法（利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法）来监测药物的功效的注射仪器。放射性同位素示踪法在生物化学和分子生物学领域应用极为广泛，它为揭示体内和细胞内理化过程的秘密，阐明生命活动的物质基础起了极其重要的作用。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等，稳定性同位素虽然不释放射线，但可以利用它与普通相应同位素的质量之差，通过质谱仪，气相层析仪，核磁共振等质量分析仪器来测定。如果放射性物质照射人体或者进入人体，会使细胞发生病变，严重的会危害人的生命。基于此，对放射性物质的屏蔽也越来越受到人们的重视。而钨合金屏蔽针管就可以保护人们的身体健康在使用放射性物质时免受其伤害。（下图为钨合金注射器屏蔽件）

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随着社会科技文明的快速发展，人们对环境破坏的破坏也越来越频繁，这使得我们周边的辐射量也越来越大，诸如X射线，伽玛射线（高能电磁辐射），辐射的α粒子（氦原子）β粒子（电子）和宇宙辐射等等这些都是人类不得不面对的严峻问题。放射性治疗是现代先进的治疗手段，可医治很多病症，如恶性肿瘤等。即利用一种或多种电离辐射对恶性肿瘤及一些良性病进行治疗，放射治疗的手段是电离辐射，放射治疗所用X辐射能量范围为1-25MV。但是用放射性治疗手段会产生放射性皮炎、放射性食管炎以及食欲下降、恶心、呕吐、腹痛、腹泻或便秘等诸多毒副反应。因此在医疗过程中使用放射性物质时，应当使用防辐射屏蔽件来加强对自身的保护。

目前使用较为广泛且环保的屏蔽器件就是钨合金屏蔽件。钨合金由于其优异的高密度特点使得其在作为屏蔽装置时有着很好的屏蔽效益。医用钨合金屏蔽件可作为医疗直线加速器，医疗多页光栅，X线治疗机等医疗器械的屏蔽材料常应用于放射治疗。钨合金放射性治疗屏蔽件可缩小粒子束或光波，使粒子射线沿着特定的方向，即只允许与治疗屏蔽件平行的射线通过，或使空间截面梁体变得更窄从而限制射线量。

 图为：钨合金分页光栅

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钨铜合金以其良好的导电导热性和较高的密度和强度，在电极以及电子封装材料等领域有着较为广泛的运用。其被称作两相结构的假合金，由于两种金属（钨和铜）之间存在较大的理化性质的差异，因此不能采用一般的熔铸法进行生产，一般采用粉末冶金的生产工艺（Powder Metallurgy, PM）。选用精细且纯度较高的钨粉和铜粉，一般的工艺流程为：制粉→混合→压制成型→烧结工艺→熔渗工艺→冷加工。本文的研究重点在于分析钨铜材料的烧结机理与其致密度的关系。传统的烧结理论一般认为一个体系要想通过液相烧结的方法得到较高致密度，其应具备良好的润湿性以及固相在液相中有一定的溶解度和适当的液相数量。根据钨铜在烧结过程中关系可绘制出如下钨铜W-Cu二元相图：

从图中我们不难看出钨铜W-Cu体系属于完全不互溶的体系，并且有其他研究表明在普通条件下的铜液对钨骨架的润湿性并不好。而在近些年来，有越来越多的研究学者发现纳米复合结构的钨铜粉体具有更好的烧结性能。经过实验分析，这是由于纳米钨铜复合粉体的致密化过程虽然不会溶解偏析结构，但是钨铜合金在固相状态下依然发生了致密化过程，有学者认为这与单元固相烧结加液相颗粒重排作用有关。（单元系固相烧结过程除发生粉末颗粒间粘结、致密化和纯金属的组织变化外，不存在组织间的溶解，也不出现新的组成物或新相。又称为粉末单相烧结。）接下来，我们将通过钨铜压坯模型来表现固相阶段粉体变化的具体情况，从而更为形象地对钨铜电极烧结机理与致密度的关系进行分析。

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硬质合金精磨球的每道工序具体要求如下：首先是粗磨，应在立式钢球磨球机上进行加工，使用100#金刚石树脂砂轮（砂粒度为100），磨球前需将砂轮修磨出与待磨球相应规格的沟槽，对槽深也有相应的要求，一般为精磨球尺寸直径的1/5-1/3，而槽的圆跳动应保证在0.03mm以内。

其次，是精磨，应在立式钢球研球机上进行加工，采用的是150#金刚石砂轮（砂粒度为150，更细适合精磨），磨球前同样要将砂轮修磨出与待修磨球相应规格的沟槽，槽的深度应控制在精磨球尺寸直径的1/5-1/3，槽的圆跳动也要求在0.03mm以内。

紧接着是粗研，应在立式钢球研球机上进行相应的加工，使用精研板作为对应的研磨板。下研磨板开90°对称V型槽，安装下研磨板找正沟槽圆跳动在0.02mm以内。此外，研磨前要用标准球对沟槽进行预研磨，采用30%浓度的研磨液，以140/170#碳化硅（砂粒度140/170）作为磨料，一次性加足磨料，用较小的水流，压力控制在4KN-6KN，转速25-30r/min，研磨至余量为+0.03mm-0.04mm，控制圆度在0.001mm之内，批直径变动量保证在0.002mm以内，表面粗糙度在Ra0.4以内。

粗研之后进行精研工序，应在立式钢球研球机上进行加工，使用精研板作为研磨板。与粗研加工相同，下研磨板要开90°对称的V型槽，安装下研磨板找正沟槽圆跳动在0.02mm以内，研磨前要用标准球队沟槽进行预研磨，以保证精确度。

精研后就进行抛光，应在小立式车床上进行加工，用橡木板作为研具，用橡木板车0.5R深的圆弧槽。已开槽的木板用四爪卡盘进行装夹，找正沟槽在0.1mm以内，用W5/W7金刚石研磨膏（旧国标型号，约合4000目/3000目）做为抛光膏，施加一定压力使上研磨板不动，转速控制在60r/min，抛光工序进行4-6小时即可，使得球面呈镜面。

将抛光好的硬质合金球空冷5min左右之后，先使用煤油将球表面的污渍擦干净，然后再用干净的布将硬质合金球整体擦干。最后就是检测与包装了，检测时要求球的直径与批直径变动量使用千分尺或万分尺进行检测；圆度使用圆度仪检测；表面粗糙度使用观察法和对比法检测。包装时，要求球与球之间要用松软的垫层隔开，防止球与球之间的碰撞，使得其发生变形或是磨损。

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