中国钨业发展现状

上世纪80年代中期,中国钨矿开采陷入了乱采滥挖,造成国际钨价市场严重混乱,钨原料市场供大于求,钨价猛跌,最低降至30美元/吨度以下,而中国国内钨精矿价格降至1万元/吨以下。之后,中国出台了一系列的行业监管政策,开采治理整顿、资源整合、总量控制,加强行业自律,慢慢钨业发展现状良好。在整治后,中国钨业有了以下好的发展方向。
1.资源保护程度有所提高
中国在03年-12年累计投入钨矿勘探金额为17.2亿元,新查明钨资源储量(WO3)近300万吨。2010年,国土资源部实施了“找矿突破战略行动”,加强老矿山找矿工作,钨矿勘察工作取得了新的突破。中国政府不仅在钨矿的勘探中投入了大量资金,对于钨矿的保护也十分的重视,使得每年的钨矿资源储量都有所增加,2009年-2011年增加幅度最大。
2.产能产量保持增长
1907年,中国江西西华山发现了钨矿。之后在赣、湘、粤等地陆续发现钨矿山,随之投入人工开采,形成了中国早期的钨业。新中国成立前35年,中国累计产量23.7万吨,占全球产量的29.80%。1914年至2014年,全球累计钨精矿产量343.91万吨,其中中国产量186.00万吨,占全球总量的54.08%。
尤其是中国进入新世纪以来,中国钨精矿产量增速加快。由于经济高速增长,以及市场价格的回升,拉动钨市场需求增长,刺激了钨矿产量的增加。

钨矿

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涂层硬质合金工艺技术

涂层硬质合金在原有的化学气相沉积法(CVD)以及物理气相沉积法(PVD)的基础上加以改进,发展出了一些新的涂层技术。

1.化学气相沉积(CVD)

化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD)始于二十世纪七十年代,它是半导体工业中应用最为广泛的技术,也适用于大多数金属以及合金材料。简单来说,它的原理就是将两种或两种以上的原材料以气态的形式导入反应室中,使他们发生充分的化学反应,形成一种新的复合材料,沉积到基体上。从涂层硬质合金刀具来说,该工艺是在高温下(通常在800-1200℃)真空炉通过真空镀膜或电弧蒸镀将涂层材料沉积在硬质合金刀具的基体表面。CVD还可具体划分为超温超厚控制技术、中温CVD、等离子体CVD、真空CVD、流动层CVD、热解射流、流体床等等。但是该方法也存在一些缺点,如传统的CVD工艺由于高温沉积易形成脆性的金属中间相,使得产品性能下降。

2. 物理气相沉积(PVD)

物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition, PVD)是指利用物理过程实现物质的转移,将原子或分子转移到基材表面,主要是在真空条件下采用低电压、大电流的电弧放电技术,利用气体放电使靶材蒸发并使得蒸发物质与气体都发生电离,利用电场的加速作用,使被蒸发物质及其反应产物沉积在基材上。其所具有的优点是能将某些具有优良性能(如高硬度、高强度、耐磨性优良、热膨胀系数小)的微粒喷涂在硬质合金基体上,使得其具有更好的综合性能。PVD也可分为离子溅射、真空蒸发、高能离子脉冲、离子镀(电弧离子镀、射频离子镀、热阴极离子镀、空心阴极离子镀、直流放电离子镀、活性反应离子镀)等等。PVD法相较于CVD法沉积处理温度较低,一般在500℃以下,且无需后续热处理;在600℃以下对刀具类材料抗弯强度无影响,薄膜内部应力状态为压应力,更适用于硬质合金精密复杂刀具的涂层。但是相比之下,PVD工艺操作相对复杂,对环境要求较高,且涂层循环使用周期和均匀性都不及CVD法。

涂层硬质合金

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波音公司的“鲁日时代”

鲁日是条美国的河流,福特曾在20年代初在那建立了鲁日汽车厂,其中最著名的是汽车总装车间,因规模庞大,相当于一座城市,所以在这里简说为“鲁日城”。

鲁日时代来源于福特凭借T型汽车所创造的鲁日城,在那个年代,福特从采矿到汽车生产,所有的供应都是依靠自身。这种发展模式在传统制造领域我们称它为鲁日 时代,而互联网领域则是阿里所倡导的生态系统。在这种模式中,所有的主营业务能够相互生存,关联性极强。这样不但能够抵御外来竞争对手的侵蚀,而且在其中也能寻找到新的盈利点。

鲁日汽车制造厂是福特汽车公司的核心企业,是一个非常大的工厂型社区,以全部加工场所聚集于一处的超大流水线作业著称全球。所以“鲁日”一般代指流水线及其附加概念。

说波音也有“鲁日时代”就是说,波音公司有一段时间也曾经在一个地方把所有东西都造出来组装在一起,比如钨合金副翼配重等。但是波音现在是全球加工全球制造,只在最后到达汇聚地点进行组装。所以说“曾经”有过鲁日时代。

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三氧化钨和钨酸钡的电输运 Ⅲ

实验中所应用的射频磁控溅射装置实物图在相变过程中,压力降低了势垒的高度,电荷更加容易在褐钇铌矿和BaWO4-II中通过,从而降低了弛豫时间。平均的弛豫时间导致了总的弛豫频率的增加,这种增加的弛豫频率也表示频响特性是随着压力的增加而呈现的是电感特性的。对于BaWO4粉末样品的晶界来说,从2.6到6.9GPa的压力范围内,晶界的激活能是–9.09meV/GPa,表明激活能随着压力的增大而呈现降低趋势。

从6.9到8.9GPa,晶界激活能也呈现下降趋势,其降低的速率远大于2.6-6.9GPa压力区间晶粒激活能的降低速率。晶界激活能随着压力的变化趋势说明在2.6-8.9GPa的压力区间范围内,压力对激活能起到负的贡献作用,电荷载流子通过晶界变得更加容易。当压力超过8.9GPa时,相反地晶界激活能随着压力增加而增大。这说明在8.9-13.7GPa的压力范围内,压力对激活能的变化呈正贡献作用,并且电荷载流子传导更加困难。超过13.7GPa的结构相变后,激活能又随着压力增大而减小使电荷载流子的传输更加容易。

阻抗谱中的晶粒圆弧说明在7GPa的结构相变首先发生在晶粒内部,然后过渡到晶界。晶粒和晶界弛豫频率的变化也是由结构相变引起的。在6.9-8.9GPa的压力区间内,晶界激活能的减小表明压力对激活能起到负的贡献作用,电荷载流子更容易通过晶界。此外,在6.9-8.9GPa内上升的晶粒和晶界弛豫频率也说明在相变过程中的弛豫过程需要更短的时间。因此。可得利用直流电阻率和交流阻抗谱测试手段,并结合同步辐射X射线衍射方法,分析可得高压下体材料WO3、纳米WO3和BaWO4的电学性质和结构的变化规律。

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三氧化钨和钨酸钡的电输运 Ⅱ

在高压下BaWO4的电输运性质研究中,为了获得更精确的数据,用绝缘垫片技术,防止在实验中引入附加阻抗的误差。利用在DAC表面集成的微电路,测量BaWO4的高压原位阻抗谱,研究了晶粒和晶界效应,可得其压致弛豫现象和激活能。对粉末多晶样品BaWO4来说,两个阻抗半圆弧融合在一起,电阻较大时,导线的电感对样品阻抗的影响较小,无需修正数据。然而,并不是所有的实验中都能测量出清晰的半圆弧,有些阻抗谱也会在高频区展现出不完整的半圆弧,而在低频区展现被压缩的半圆弧。经过测量技术改进,可以清楚的在高频区和低频区看到半圆弧。

 金刚石
DAC高压产生装置示意图

晶粒电阻和晶界电阻可以通过半圆进行拟合,其截距代表电阻的大小。晶界电阻随着压力的变化不同于压致晶粒电阻的变化。事实上,大部分在高压下电学参数的异常都是由压致结构相变引起的。晶粒电阻和晶界电阻随着压力的不连续变化表示电输运性质的变化,反映了压致结构相变。

在相变过程中,弗伦克尔和肖特基缺陷的种类增多,这是由于相变过程中焓值波动导致的原子热激发引起的。从6.9到8.9GPa,晶粒弛豫频率有一个增加的趋势,这种趋势与先前弛豫峰的移动方向是一致的。这是由于非同相结构内部的晶粒弛豫频率不同引起的。因为在这一压力区间内,有白钨矿,褐钇铌矿和BaWO4-II相三种结构出现,与白钨矿相相比,褐钇铌矿和BaWO4-II相有更短的弛豫时间。

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三氧化钨和钨酸钡的电输运Ⅰ

在金刚石对顶砧装置中,通过直流电阻率和交流阻抗谱的测量方法,在36GPa的压力范围内,探究电阻率、晶粒电阻、晶界电阻和弛豫频率等物理量在高压下的变化规律。以高压下微晶WO3的电输运性质为实验,结果发现,样品电阻率的不连续变化出现在1.8,21.2和30.4GPa的压力处,反映了WO3的压致结构相变。卸压之后电阻率并没有恢复到原来的数值,说明WO3的结构相变是不可逆的。

实验中的金刚石
实验光刻过程中带有倒角的金刚石

另外,晶粒电阻和传导激活能在3和10GPa的异常变化与先前拉曼研究中的等结构相变有关。高压下的电阻率随温度变化的规律表明,WO3从常压到25.3GPa依然保持半导体的性质。通过同步辐射X射线衍射实验在约24和31GPa出现的新峰,证实了结构相变的发生,说明了电学测量结果和相关分析的正确性。

通过对纳米WO3的高压原位电阻率的测量发现,样品电阻率在4.3和10.5GPa出现了不连续的变化,反映了纳米WO3的电子结构相变,晶粒的尺度效应导致了相变的迟滞;电阻率的斜率在24.8和31.6GPa处的变化反映了纳米WO3的结构相变;电阻率从36GPa卸压到常压并没有恢复到初始状态的值,说明纳米WO3的结构相变也是不可逆相变;变温电阻率的研究结果发现,纳米WO3从常压到36GPa一直保持半导体的传输特性,这与体材料WO3也是相似的。对其变频交流阻抗谱的研究发现:在压力作用下出现了晶界效应;晶粒电阻在4.6和10.3GPa处的不连续性也为电子相变提供了依据;压致弛豫频率的变化表明在10.3GPa处的电子相变中的弛豫过程时间较短;晶界弛豫频率的痕迹也说明晶界效应并非完全消失,这与Nyquist阻抗谱图的结论相一致。
 

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碲化钨

中文名称:碲化钨(IV)
英文名称:bis(tellanylidene)tungsten
英文别名:Tungsten ditelluride;
EINECS 235-086-0; Tungsten telluride; ditelluroxotungsten;
CAS号:12067-76-4
分子式:H2Te2W 分子量:441.05600
精确质量:445.77900

二碲化钨( WTe2) 是具有层状结构的过渡族金属硫族化合物,在其正交晶胞中钨链沿着碲层的 a 轴方向呈一维分布,是一种非磁性的半金属材料。WTe2以其良好的热电性能早已为人们所认知,普林斯顿大学教授 Cava 研究组在 2014 年意外地发现 WTe2在常压下具有不饱和的大磁阻( LMR) 特性( Nature,514 ( 2014)205) ,即在磁场下这种材料表现出异常大的正电阻效应,而且在非常高的磁场下也不饱和。这种特性不仅为其在电子器件方面的应用提供了潜在的可能,同时也为大磁阻材料的研究开辟了新的方向。在半金属中,非常高的磁阻是由于空穴-电子间的“共振”所产生的,而 WTe2是第一种人们发现的具有这种完美共振的材料。

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钨酸铈

中文名称:钨酸铈氧化钨铈 
中文别名:氧化钨铈
英文名称:Cerium Tungstate
英文别名:Ceriumtungstateoffwhitepowder; Cerium tungsten oxide (REO); dicerium tritungsten dodecaoxide; Cerium tungsten oxide; CERIUM TUNGSTEN OXIDE; 
CAS号:13454-74-5 
分子式:Ce2O12W3                                                                                    
分子量:1023.74000 
精确质量:1023.60000 

钨酸铈

物性数据
1.性状:黄色四方晶系
2.密度(g/mL,25/4℃):6.77
3.溶解性:不能溶解的

毒理学数据
1、急性毒性:主要的刺激性影响:
在皮肤上面:刺激皮肤和粘膜;
在眼睛上面:刺激的影响;没有已知的敏化影响。
2、致敏作用:通过吸入可能造成敏化作用,通过皮肤接触可能造成敏化作用。

生态学数据
通常对水是不危害的,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。

性质与稳定性
常温常压下稳定
避免的物料 酸 碱。黄色四方晶系,相对密度6.77,熔点1089℃,在30K以下具有铁磁性。

贮存方法
常温密闭,阴凉通风干燥

合成方法
将Ce2O3、CeO2与WO3混合加热制取钨酸亚铈。

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钨矿物种类

在成矿过程中钨绝大多数形成氧化物,即钨酸盐类,很少形成硫化物,没有自然钨。目前在地壳中仅发现有20余种钨矿物和含钨矿物。

黑钨矿族:钨锰矿,钨铁矿,钨锰铁矿;
白钨矿族:白钨矿,钼白钨矿,铜白钨矿;
钨华类矿物:钨华,水钨华,高铁钨华,钇钨华,铜钨华,水钨铝矿;
不常见的钨矿物:钨铅矿、斜钨铅矿、钨锌矿、钼钨铅矿、钨铋矿、锑钨烧绿石、钛钇钍矿(含钨)、硫钨矿等。

黑钨矿
因含有不同比例的铁钨酸盐和锰钨酸盐,所以又被称作钨锰铁矿,约占全球钨矿资源总量的30%。如果含铁量高就叫钨铁矿,含锰量高就叫钨锰矿。黑钨矿的颜色随着铁、锰含量的变化而变化,常见的颜色有暗灰色、淡红褐、淡褐黑、发褐及铁褐等。黑钨矿具有金属或半金属光泽,性脆,具有弱磁性。黑钨矿主产于高温热液石英脉中,我国江西南部、湖南东部、广东北部均为世界著名的黑钨矿产区,此外,俄罗斯西伯利亚、缅甸、泰国、澳大利亚、玻利维亚等也是黑钨矿的主产地。黑钨矿主要用来炼钨和制造钨酸盐。

白钨矿
白钨矿是一种外形为粒状或块状的透明到半透明的矿物,颜色随着钼含量的变化而变化,常见的颜色有白色、灰色、浅黄、浅紫、浅褐色、淡红色、绿色等,具有油脂光泽或玻璃光泽,约占全球钨矿资源总量的70%。白钨矿具有发光性,在紫外光照射下发浅蓝色至黄色荧光。

白钨矿主产于接触交代矿床、高温热液脉和云英岩中。我国湖南瑶岗仙是世界著名的白钨矿产地,此外,我国江西大庚、湖南大顺窿、云南文山等地以及朝鲜南部的山塘、德国萨克森、英国康沃尔、澳大利亚新南威尔士、玻利维亚北部和美国内华达等也是白钨矿的主产地。白钨矿主要用来生产钨铁,也可制作永久性磁石。

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钨合金F1赛车配重Ⅳ

赛车配重件的使用是一门很大的学问,因为决定一辆赛车操控的好坏除了悬挂系统结构以外,更重要的就是赛车前后的配重比。也可以说赛车配重是赛车设置的最后一项点睛之笔,因为有时候对于一辆棘手的赛车来说,增加配重就可以大大地改善其性能。在赛车设计过程中,每一辆赛车都有它自己固有的赛车配重。因此作为一辆前驱赛车,车辆的配重便显得尤为重要。
 
钨合金赛车配重件安装在赛车上时要固定牢靠,不能让配重件滑动,不然不但起不到降低重心的作用反而会让赛车失去平衡。配重件还要根据赛车的不同车型和重量进行综合选择,只有配重件的重量与车身重量能保证车身的稳定但又不会让车增加重量负担。由于钨合金具有高密度的特征,所以常被用作钨合金配重件,并应用于F1赛车比赛中,以便优化赛车的性能,更好地平衡与控制赛车的运行。
 
由于钨合金是一种难熔金属材料若用熔融再铸的方法生产的话,显然是行不通的。因此钨合金赛车用的配重件,其生产工艺主要是用粉末冶金技术。粉末冶金工艺的出现在加快了钨矿产的开发和研究的同时也彻底改变了钨合金产品的生产的滞后现状。某种程度上可以认为说粉末冶金技术推动了钨合金产品的快速发展并带动周边产业的兴起,同时也改变了单一金属配重的现状。
钨合金赛车配重板
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钨合金F1赛车配重Ⅲ

赛车的车身越轻意味着留给车身配重用的空间余量就会越大。除了致力追求轻质化之外,正确分配F1赛车的重量是至关重要,甚至汽油承载量多少,所造成的重量分配改变,也必须考虑进去。当今的国际汽联FIA对F1赛车规则的限定是车重,其中包括车手的体重,服饰和配备等加起来不得低于600公斤。然而这个规定看起来似乎并没有多大的意义,因为没有一辆F1赛车是低于600公斤的。制造一辆F1赛车通常需要遵从1000多条规格和规则,其发动机采用8缸发动机,容量可达2.4万升,有5000多个元件,能产生900多马力。
 
所有F1设计工程师都会将赛车重量设计在FIA规定的最小车重限制以下,只有这样才能通过用配重件来为某些特殊赛道调校赛车配重。因此,赛车配重是一项非常重要但却难以驾轻就熟的任务。由于钨合金配重件的密度较大所以每一块钨合金配重件的体积都不会很大,但是重量却是同等体积钢材重量的两倍,因此用来作F1赛车的配重是再合适不过的(下图为法国大奖赛红牛二队赛车轮毂上的钨合金配重块)。对于F1赛车来说,正确合理地使用钨合金配重件可很大程度地提升赛车在比赛中的性能,提高赛车的操控性,控制赛车重量分配,从而降低赛车重心。2002年时,国际汽联和一些专业人士为F1赛车的配重提出了改革方案,即每获得世锦赛1分积分就得到1公斤配重,由此可见赛车配重的重要性。
钨合金赛车轮毂配重块
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2024年1月份赣州钨协预测均价与下半月各大型钨企长单报价。

 

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