钨业知识

硬质合金辊环

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月14日星期二 16:52; 点击数：775

相比于其他材质的辊环，硬质合金辊环具有高硬度、高抗弯抗压强度、与钢亲和力低、低膨胀系数以及优良的耐磨性等优点。不仅如此，其在使用过程中能有效提升轧制速度，极大地减少了轧机的停机次数，实现了高速轧制，有效提升整体作业效率；辊环基本不发生划伤、烧熔以及粘钢的现象，且所需的修磨时间较短；所轧制的产品尺寸精度高、表面质量好，综合性能有着明显的提升。根据材料的不同，硬质合金辊环还可分为WC-Co硬质合金、TiC基硬质合金以及钢结硬质合金，另外为了满足对耐腐蚀以及耐磨性等特殊需求时，还会相应地加入一定量的Ni、Cr等元素。通常硬质合金辊环中的硬质相WC含量在70%-97%之间，减少粘结相金属Co的含量或减小WC颗粒尺寸，都会提高辊环的硬度。

而整体型的硬质合金辊环，对于用户来说需要一次性的投资成本相对较高，这也一直是推广使用中的一个阻碍因素。因此研究人员基于性能与成本的考虑，研发了新型的硬质合金复合辊环，其可大量节约硬质合金的使用量，有效降低了生产成本。它是由硬质合金外环与其他材料的内环复合而成的。外环的硬质合金材料保证了高温高压、高速摩擦下辊环不发生变形，从而制品的质量和尺寸精度不受影响；内环材料一般采用球磨铸铁或钢，具有良好的强度、韧性以及延展性等优点，其主要起传递轧制力的作用，在冲击条件下能有效降低辊环的失效发生率。此外，其还可以通过球墨铸铁加工出键槽并通过键槽配合将多个辊环（最多可达4个）安装在辊身上，相比于整体型硬质合金辊环的锥度配合换辊方便了许多。

硬质合金辊环

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掺杂对钨青铜型铌酸盐的影响(2/2)

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月13日星期一 18:30; 点击数：633

TB 型铌酸盐晶体结构内部存在着 5 种类型的结构位置, 这给其引入其它离子进行掺杂改性提供了极为有利的条件。常见的掺杂离子有: 一价阳离子 Cu²⁺，二价阳离子 Mg²⁺、Ca²⁺及Cu²⁺等，三价阳离子子 Cr³⁺ 、Fe³⁺ 等, 四价阳离子 Zr⁴⁺ 、Ti⁴⁺ 等, 五价阳离子 Ta⁵⁺ 、V⁵⁺ 及六价阳离子 W⁶⁺ 等。

进入晶体中的掺杂离子, 往往对晶体产生以下影响: ( a) 晶格常数的变化。( b) 晶体对称性的畸变。( c) 影响晶体的相变。使用X 射线衍射技术研究了掺Cr 对 SBN 晶体结构的影响。所有测试均是在 D/ MAX-2Y 旋转阳极 X 射线衍射仪上进行的。关于掺铬 T B 型铌酸盐晶体中 Cr³⁺ 的占位, Neurgaonkar R R 推测 Cr³⁺ 有可能占据晶体结构中 9 配位体的 C 位置和 6 配位体的 Nb⁵⁺ 的位置。在 Sr₃Ba₂Nb₁₀O₃₀( SBN∶60) 晶体中,保持 Ba 的比例不变, 通过调整 Nb 及 Sr 的比例, 进行大比例的掺铬研究, 结果证明 Cr³⁺ 通常进入 6 配位体Nb⁵⁺ 的位置。掺铬 SNB∶60 晶体的晶格常数见表3。表 3 中数据显示, 随着Cr³⁺ 在SBN 晶体中掺入SBN 的晶格常数逐渐减小, 且减小的幅度随Cr³⁺ 掺入量增加而慢慢减小。这是由于晶体 Cr³⁺ 取代Nb⁵⁺ 以及Sr²⁺ 的量逐渐增多所致。Cr³⁺ 与Nb⁵⁺ 构成异价类质同象代换, Cr³⁺+ Sr²⁺ →Nb⁵⁺ 。当Cr³⁺ 取代 1/ 10 的Nb⁵⁺ 时,Cr³⁺-SBN 晶体结构中, 十五配位体的A1 位置, 十二配位体的A 2 位置均被充满, 晶体为A 位充满型晶体。上述 Cr³⁺-SBN 的晶体通式可以表示为:Sr_{3+ x}Ba₂Cr_xNb₁₀- xO₃₀( 0≤x ≤1) 。

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掺杂对钨青铜型铌酸盐的影响(1/2)

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月13日星期一 18:26; 点击数：661

在晶体材料的合成中, 掺杂是提高晶体生长质量、改善晶体性能的一种有效而简便的方法。近年来, 关于铌酸盐晶体的掺杂研究非常活跃, 如掺镁的铌酸锂( Mg∶LiNbO₃) 晶体, 掺铁的铌酸钾晶体( Fe∶KNbO₃), 无论在生长质量还是晶体性能的研究上, 均取得了很好的效果。在光折变晶体中, 钨青铜( T B) 结构的铌酸盐, 由于其独特的晶体结构, 通过掺杂可以有效的提高其光折变性能及生长质量, 如掺铜的钾钠铌酸锶钡晶体( Cu∶KNSBN)在获得大尺寸晶体及其性能提高等方面均有所突破。掺杂改性在晶体材料的研究中越来越受到重视。研究掺杂的机制、掺杂与晶体的分子设计及其组成变化的关系, 是十分必要的。作为光折变晶体, TB 型铌酸锶钡( SBN) 和钾钠铌酸锶钡( KNSBN ) 晶体的掺杂研究近年来十分活跃。

在光折变晶体中掺入容易被入射辐射造成光致电离的杂质, 会使晶体的光折变灵敏度大幅度提高。例如: 掺铜的KNSBN 晶体中, Cu⁺ 经由下述反应被光电离, Cu^²⁺ 离子为电子施主, Cu²⁺离子为电子陷阱, Cu²⁺ 和Cu²⁺ 的两种价态同时存在, 增强了晶体的空间电荷场, 从而改善了晶体的光折变性能。此外, 晶体中的掺杂离子还有以下作用, 其一, 使晶体的生长条纹减少, 晶体不易开裂, 从而容易生长出大尺寸的晶体材料。其二, 使晶体具有良好的极化性能, 不易产生退极化现象。未掺杂和掺杂的 SBN 晶体的生长性能见表 1。几种掺杂 KNSBN 晶体的性能见表 2。

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三氧化钨脱硝催化剂高温烟气脱硝应用

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月13日星期一 18:18; 点击数：824

烟气中的NOx有90%是以NO的形式存在的。焦炉烟气脱硝脱硫技术主要有四种，分别为：碳酸钠半干法脱硫+低温脱硝一体化工艺；加热焦炉烟气+高温催化还原脱硝工艺；SICS法催化氧化(有机催化法)脱硫脱硝工艺；活性炭脱硫脱硝工艺。其中，加热焦炉烟气+高温催化还原脱硝工艺的脱硝原理是在三氧化钨脱硝催化剂存在的条件下，烟气中NOx与喷入的氨发生还原反应，生成N₂和H₂O，实现脱除NOx。通常，反应温度控制在290-420℃之间。

三氧化钨脱硝催化剂在焦炉烟气中发挥作用过程如下：

1. 原烟气用主抽风机从焦炉总烟道引出，经过GGH换热或加热炉加热至320℃（加热炉用焦炉煤气加热）；

2. 加热后的烟气进入SCR反应器，与加入的脱硝剂——液氨，在三氧化钨脱硝催化剂作用下进行选择性还原反应，达到高效脱硝目的；

3. 脱硝后的洁净烟气进入GGH，之后从GGH出来的洁净烟气经余热锅炉，对冷水进行加热以达到回收热能的效果，最后经烟囱排至大气。

一般在三氧化钨脱硝催化剂的高温脱硝工艺中，最佳反应温度为350°C，其效率达到70%，满足150mg/m3的排放标准；并且，其脱硝效率稳定，对于低NOx排放有更稳定的脱除能力；另外，GGH（烟气－烟气再热器）的设置，使得从SCR出口的净化后的高温（350°C）烟气与相对低温（180°C）的原焦炉烟气交换热量，提升原焦炉烟气的温度，减少燃料的消耗量，极大降低系统能耗。

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稀土钨电极中稀土的存在形式

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月12日星期日 17:59; 点击数：694

在稀土钨电极中，稀土主要以稀土硝酸盐的形式加入。经过后续的掺杂、干燥、还原等工序，稀土硝酸盐会发生一系列的变化和分解反应。以硝酸镧（La(NO₃)₃`·6H₂O）为例，在惰性气体下加热反应会产生H₂O，HNO₃，NO，NO₂和N₂O₅等气体。其中硝酸铈和硝酸钇的分解过程及产生的分解物与其类似，但分解温度有所不同。

掺杂好的粉末要经过干燥，干燥过程中该温度可以达到150℃。这时稀土硝酸盐开始失去结晶水。在还原阶段，还原温度一般在400~1000℃，在这样的高温下稀土硝酸盐会完全分解，反应生成稀土氧化物。

对还原好的粉末进行XRD分析，经过一次还原的粉末中没有稀土的衍射峰，所以明显的衍射峰为WO₂，β-W（W₃O）,说明第一次还原温度较低，稀土相晶化的程度低。观察二次还原的粉末发现，衍射峰主要以α-W为主，还有少量的β-W，同时出现了一个明显未知衍射峰。对还原好的粉末进行压制和烧结，然后观察其XRD发现，未知的衍射峰依然存在。通过PDF卡片可知该峰位于稀土钨酸盐的最强峰峰未接近，因此可认为该峰位为稀土钨酸盐（La₂WO₆、Ce₂WO₆、Y₂WO₆等）。

因此在稀土钨电极中，稀土主要以LaWO₃，Ce₂WO₆，Y₂WO₆等钨酸盐的形式存在。稀土钨酸盐再经过烧结后，其所标定的峰型和相对强度没有发生明显的变化，这说明了稀土钨粉还原产物中稀土存在的形式没有发生变化。

稀土钨电极

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一种稀土钨电极材料的制备方法(2/2)

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月12日星期日 17:53; 点击数：701

一种稀土钨电极材料的制备方法，其包括以下步骤:

1.预还原，选用符合GB/T10116-2007中APT-0牌号的仲钨酸铵，通过四带温区还原炉，经氢气还原生成费氏粒度为8 μm-12 μm的铵钨青铜。

2.掺杂，将铵钨青铜湿法掺入铈、镧、钇的单元或二元或三元的稀土硝酸盐溶液中，经搅拌、混合、干燥后，稀土化合物吸附于铵钨青铜的孔隙内，得到稀土总量为1.0%〜4.0%的掺杂铵钨青铜。

3.氢气还原，将所得的掺杂铵钨青铜用六带温区还原炉，在还原温度为630°C〜960 °C，氢气流量为2.0 m³/h〜3.0m³/h，氢气露点< -60 °C，周期推舟速度为30min〜40min，装舟量为320g〜420g工艺条件下，制得费氏粒度1.20 μm〜2.2 μm的掺杂钨粉。

4.成型，将所得掺杂钨粉在混粉机中混合25min〜30min后，将单根重量为2000±10g钨粉装入直径为28 ±0.2mm的弹性模套内，使用冷等静压机压制成型，最高压制压力为160 Mpa〜180Mpa，得到尺寸为Φ21〜22 xC500的钨坯条。

5.预烧结，将所得钨坯条置于钼舟内，在氢气保护下，经1200°C〜1350°C预烧结30min 〜45min。

6.垂熔烧结，将所得钨坯条置于垂熔罩内，在露点<-60°C的氢气保护下，中温烧结，烧结制度为一段升温、一段保温，烧结电流在12min内由0上升至2800-3000A，保温10min，电流/时间参数为升温0-3000A/12min、保温3000A/10min，冷却，出料，产出用于中频感应烧结的钨条。

7.中频感应烧结，将所得钨条装入中频感应炉的钨坩祸内，在露点< -60 °C，流量为2.5±0.4m³/h的氢气保护下烧结，烧结制度为三段升温、三段保温，第一段由常温升温至 1600°C -1800°C，时间 4h，保温 2h ；第二段由 1600°C -1800°C升温至 1900°C -2100°C，时间3h，保温2h ；第三段由1900°C -2100°C升温至2200°C -2400°C，时间3h，保温6h，停止加热，降温至200°C，出料。

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一种稀土钨电极材料的制备方法(1/2)

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月12日星期日 17:50; 点击数：704

钨具有熔点高、高温强度好、热电子发射能力强等特点，添加电子逸出功低的稀土铈、镧、钇元素的钨基材料在热电子发射材料中获得最佳应用，广泛应用于惰性气体保护焊、等离子体焊接、切割、热喷涂及电真空等领域。其出现和发展带动了焊接技术的发展，摩天大楼、大跨度桥梁、压力管道容器、船舶等大型结构件的建设均离不开氩弧焊接技术。对电极材料不但有可靠性和稳定性的要求，还要求材料省、成本低。

采用稀土氧化物作为弥散强化的第二相加入钨基体中，可以提高钨电极的再结晶温度、降低电子逸出功、延长使用寿命、提高材料综合性能，特别是多种稀土复合添加，可使电极承载电流范围更宽，焊接性能优于钍钨电极。但目前的传统制备技术采用氧化钨掺杂、两次氢气还原生成钨粉、钨粉添加粘结剂模压成型、二带温区预烧结、垂熔烧结得到钨条。存在工艺流程长，粉末形貌和粒度分布不适用于冷等静压成型，高的烧结温度使稀土第二相在钨条中的保有量低、弥散不均匀，加工成材率低等缺陷。现有成果显示，其成品率都小于80%。因此，高性能、低成本制备钨电极材料以满足高端装备制造业的需要显得尤为迫切。

针对背景技术存在的缺陷，提供一种稀土钨电极材料的制备方法，该制备方法所得稀土钨电极材料的稀土第二相晶粒细小而均匀、无偏析、稀土元素保有率高，加工性能好，且成品率在85%以上，动力消耗减少10%以上。

稀土钨电极材料的制备方法是以细化和均匀弥散稀土第二相为目标，将钨的化合物作为制备高性能钨电极材料的新方向，选用四方铵钨青铜为掺杂原料，经专利设备掺杂、铵钨青铜一步还原、中温垂熔烧结与中频感应烧结，它解决了电极材料稀土第二相晶粒粗细严重不均、挥发损失大、加工成品率低、能耗高、焊接性能不佳等问题，加工成品率大于85%，综合动力消耗降低10%以上，具有工艺技术先进、流程短，电极材料中稀土相细小而均匀，质量稳定、加工和使用性能好，易于规模化生产等特点。

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氧化钨光降解有机污染物

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月12日星期日 16:26; 点击数：813

氧化钨是所有过渡金属氧化物中比较理想的光反应催化剂，具有催化性能强、价格低廉、无毒、稳定性好等优点。目前氧化钨主要应用乙醛、氯仿、燃料等有机污染物的降解，其原理是将其分解为CO₂及H₂O等无机物质，分解效率高，具有广泛的应用前景。

根据热力学理论，氧化钨表面的空穴将吸附在其表面的OH-和水分子氧化成OH·（自由基）。OH·具有很强的氧化能力，能够氧化大部分的有机污染物及部分无机污染物，并降解为CO₂、H₂O等无害物质。另一方面，氧化钨表面高活性的电子具有很强的还原能力，可以还原去除水体中的重金属离子。

氧化钨晶体结构

早期的研究工作主要是将纳米粉体半导体催化剂用于消除水环境中污染物，但存在催化剂回收困难、需动力搅拌维持催化剂悬浮、活性成分损失大等缺点。另外，颗粒催化剂可能引起二次污染，难以实现工业化。为克服上述缺点，人们采取了将光催化剂固定化的方法，即将WO₃等催化剂固定在玻璃等基体上，但因此不仅降低了催化剂的比表面积，导致与光的作用面积减少，影响了催化活性，而且还存在着催化剂与基体结合强度低以及基体材料耐酸碱性能差等问题，不利于工业化应用。

近几年来，许多新型纳米结构的催化剂，如纳米孔、纳米管、纳米线、纳米棒，因其具有较大的比表面积，可显著提高催化剂的光催化活性及光电转换效率，引起了人们的广泛关注。如采用电化学阳极氧化法制备的WO₃自组装纳米多孔阵列，极大地提高了薄膜催化剂的比表面积。与粉体光催化剂相比，具有一定纳米结构的固定化膜催化剂能够显著提高光催化能力。

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氧化钨薄膜电极的制备

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年6月12日星期日 16:24; 点击数：686

目前，纳米半导体材料作为光催化剂，用于光解水已得到了比较好的效果，TiO₂由于具有较高的催化活性和稳定性，是研究较多的一种光催化材料，但是TiO2禁带宽度大(~3.2 eV)，只能被波长较短的紫外光激发，其光转化效率很低(~4%) 。三氧化钨( WO₃) 是一种间接带隙跃迁的半导体材料，与TiO₂相比较，WO₃的禁带宽度较窄( 2.5~3.0 eV)，相应的吸收波长为410~500 nm，在可见光区具有良好的光电响应性能。

WO3薄膜电极电镜照片

氧化钨薄膜电极的制备方法如下：

原料：FTO（F-doped tin oxide导电玻璃）玻璃；钨酸；双氧水；丙酮。
（1）选用干净的FTO玻璃，作为滴涂法沉积WO₃的基底。将FTO玻璃切成1.2cm*2.5cm的小块进行超声清洗和紫外光照的清洗。因为FTO基底的干净平整情况对电极薄膜的附着力和均一性能等会有比较大的影响。所以在沉积WO₃薄膜之前，要对FTO基底进行严格的清洁。先用乙醇清洗FTO表面的脏物等。接下来将基底放入丙酮中超声 30min，除去表面残留的油污和乙醇，后再将其放入清水中超声 20min，除去表面残存的丙酮。最后用高纯氮气吹干。将清洗得干净的基底玻璃片放入紫外箱进行紫外消毒，备用。
（2）称取 0.02g 钨酸，用 20ml 30%的双氧水溶解，静置 12h 得无色透明的钨酸溶液，作为沉积WO3的电解质溶液。
（3）使用（1）中洁净的基底作为工作电极，用移液枪量取 30 微升钨酸溶液，均匀滴涂在 FTO 导电玻璃表面，室温下干燥，最终得到无色的薄膜。
（4）将（3）中沉积的薄膜放入管式炉中，在 500℃空气气氛下灼烧 2h，得无色 WO₃电极。

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