三氧化钨

三氧化钨(化学式:WO3)是钨(VI)的氧化物,是从钨矿制取单质钨工业的重要中间体。该冶炼过程涉及两步:第一步用碱处理钨矿,制得WO3,然后用碳或氢气还原三氧化钨,得到金属钨:

WO3 + 3H2 → W + 3H2O
2WO3 + 3C → 2W + 3CO2

三氧化钨制备
三氧化钨可由很多方法制备:

先用钨酸钙与盐酸反应生成钨酸沉淀,然后钨酸高温分解成为三氧化钨和水。
CaWO4 + 2HCl → CaCl2 + H2WO4
H2WO4 → H2O + WO3
氧化剂存在下,仲钨酸铵热分解:
(NH4)10[H2W12O42]·4H2O → 12 WO3 + 10NH3 + 11H2O

三氧化钨结构
三氧化钨的结构取决于温度:它在740°C以上为四方晶系、330-740°C为正交晶系、17-330°C为单斜晶系、-50-17°C为三斜晶系。单斜的结构最常见,其空间群为P21/n。

三氧化钨化学性质
三氧化钨化学性质随制备条件的不同(速率和温度)而不同:低温下制得的三氧化钨较活泼,易溶于水;高温制得的三氧化钨则不溶于水。此外,若仲钨酸铵热分解时为还原性气氛,则产物为蓝色氧化钨(钨蓝,WO3-x),组分不定,主要是三氧化钨、铵盐和二氧化钨。

用还原剂,如锡还原钨酸盐溶液也可得到“钨蓝”,使整个溶液呈蓝色。

三氧化钨用途
除制取金属钨外,黄色的三氧化钨也可作为颜料,用在陶瓷和涂料中,使用红外线的非接触式车窗控制系统(Smart windows)中,也应用了三氧化钨。

 

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卤钨循环

卤钨循环应用于卤钨灯。

在卤钨灯中,从钨丝蒸发出来的大部分钨和填充的卤素原子或分子,在管壁附近反应,生成挥发性卤化钨,其蒸气浓度较高,因为管壁具有相当高的温度使卤化钨不能附在灯管内壁上,故能防止管壁发黑。卤化钨通过扩散或对流,从管壁附近向灯丝方向扩散,部分卤化钨在灯丝的高温区被分解成卤素和钨。分解出来的钨吸附在灯丝表面,卤素则与蒸发出来的钨反应。

在一定条件下,卤素与钨的反应达到平衡状态,管内壁就不会发黑为了使生成的卤化钨既不附着在管壁上,又不会在管壁附近被热解,管壁温度设计至关重要。

对于碘钨灯而言,管壁温度应设计在250 ℃以上,否则会导致碘化钨(呈黄颜色) 沉积在管壁上而破坏碘钨循环。但管壁温度也不能太高,超过700 ℃时碘化钨就要部分分解造成管壁发黑。

对于溴钨灯,在很宽的温度范围内(300~1 100 ℃) 溴钨循环都能正常进行。

由于管壁温度必须使卤化钨不会附着在管壁上,所以卤钨灯的玻壳比原来的白炽灯的玻壳小,管壁负荷高,通常使用耐高温的石英玻璃或高铝玻璃做玻壳。石英玻璃管壁负荷可以取得较高,高色温卤钨灯管壁负荷为25~30W/ cm2 ,红外灯管壁负荷为20~25WPcm2 ,而高硅玻璃管壁负荷为15~20W/ cm2 。与石英玻璃压封的金属导线,使用厚度为20~30μm 带刃的钼箔,夹板的工作温度不应超过450 ℃。根据一般经验,对于高色温灯,每毫米宽钼片允许的工作电流为3A ;对寿命较长的低色温灯则取为2A。在石英玻璃内封入金属,采用不妨碍钨和卤素反应的高纯钨或铝。铝引出线的电流密度为5~10A/ mm2 ,工作温度不应超过300 ℃。在灯内充入微量HI、HBr 、CH3Br 、CH2BrCI 等卤素物质和H3 P、H4 Si 、P3N5 等消气剂,以及惰性气体Ar、Kr 、Xe 和N2 的混合气。大功率卤钨灯通常充入溴化氢与Xe 、N2 的混合气。低功率卤钨灯,通常充入溴甲烷与Ar、Kr 、N2 混合气,在温度较高的灯中,工作压力均为充气压的115~210 倍。根据灯丝的不同光效和寿命要求,同时也考虑灯泡的不同工作环境,调整卤素气体种类和气压,一般在常温下(25 ℃) 充入灯内的气压为93~500kPa 。

钨钢锯片

钨钢锯片作为钨钢刀具类产品是专为切断和开槽金属材料制成的,是木制品加工最常用的刃具,钨钢锯片的质量与加工产品的质量有密切关系。

钨钢锯片包含合金刀头的种类、基体的材质、直径、齿数、厚度、齿形、角度、孔径等多个参数,这些参数决定着锯片的加工能力和切削性能。选择锯片时要根据锯切材料的种类、厚度、锯切的速度、锯切的方向、送料速度、锯路宽度需要正确选用锯片。

钨钢锯片使用维护注意如下:
1.钨钢锯片铣刀采用整体钨钢精致而成,有锋利且敏感的刃口,因此在锯片的移动、安装及拆卸过程中,必须小心保护合金头免受损伤。1.钨钢圆盘锯片的合金头具有锋利且敏感的刃口,因此在锯片的移动、安装及拆卸过程中,必须小心保护合金头免受损伤。
2.定期检查机器主轴的径向跳动(±0.02mm),以及摆幅(±0.01mm)。
3.锯片安装前必须清除主轴及法兰盘上的杂物。法兰盘表面应平整、干净与轴相互垂直相交。
4.使用尽可能最大的法兰盘能使锯片的运转更加平稳,法兰盘大小要一致,法兰盘大小为锯片直径1/3锯切效果更佳。 
5.锯片在安装平稳后应空转30秒,在确定一切正常后再开始切削工作。
6.锯片在安装时法兰盘螺母一定要松紧适中,过松锯片在旋转切削时将会打滑,过紧锯片会有内伤或变形影响切削效果。
7.锯片在切削前操作者必须带好防护用品(防护眼镜、防尘口罩、安全帽、防护手套)并检查锯机防护罩是否完好。
8.必须经常性清除聚集在锯齿及锯板侧面的树脂、碎屑等杂物,因为粘着物不断累计,会增大阻力,造成高耗能(极端情况下,会造成机器马达的烧毁)以及粗糙的切削质量。如果同时刃口较钝,就有可能造成锯齿的损伤。
9.清洗时应避免使用腐蚀性溶剂,锯片长时间不使用时,应清洗刃磨,打油作防锈处理后,放在原装的纸盒内再妥善放置。

 

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紫钨

紫钨相成分为 WO2.72 ( 或W18 O49 ) , 紫钨(TVO)粉末具有最大的中孔体积,最小的微孔体积,最窄的孔径分布,最小的分数维数和最大的平均孔径,其有利于氢还原制取超细钨粉,而不利于掺杂工艺,是一种独特的晶体结构故用于制取细钨粉和细碳化钨粉。

紫钨是纯仲钨酸氨在氩气中反应得到,然后将紫钨脱氧,制成钨粉颗粒。(纯度:99.99%,露点-40℃),钨粉在空气中氧化。

氧化钨与钨粉在氢气中会减少,将试样放在激光粒度分布测量仪和场发射扫描电子显微镜下,能显示出其特性。

试验结果表明,通过两次循环氧化,以及三次还原,将得到超细钨粉。0.1 μm到1.0 μm之间的超细钨粉的粒度分布是95.73%。

 

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