单晶是指其内部微粒有规律地排列在一个空间格子内的晶体。单晶仲钨酸铵（APT）具有表面光滑致密，棱角分明，颗粒均匀，松装密度大，流动性好等特点，因而成为了钨丝和高端钨基合金材料的重要原料。

单晶APT的实现要求尽量避免晶粒团聚，而晶粒团聚的先决条件是接触。目前，APT的生产主要有蒸发结晶、中和结晶和冷冻结晶等方法。在APT结晶过程中，晶粒的接触方式有两种：一是沉积于结晶器底部的 堆积接触；二是悬浮于结晶溶液中的碰撞接触。其中，碰撞接触的两个直接关系因素是：结晶器内流体的流动方式和溶液中固体颗粒的浓度。

搅拌可以避免APT晶体堆积接触的发生，也同时会使得晶粒碰撞机会加大。因此，控制搅拌速度，使得晶粒处于悬浮状态下，同时尽量降低甚至消除晶粒在溶液中运动碰撞的机会，是争取单晶APT的前提条件。

国内某发明指出一种单晶APT的制备方法，其原理是为减少仲钨酸铵晶粒间的碰撞和堆积接触，在APT结晶不同时期，不断调整搅拌速度，使溶液中的晶粒处于既不沉积，也不碰撞的悬浮层流状态，克服晶粒的团聚，制取出单晶仲钨酸铵。具体为：
1.选用黑钨精矿经碱溶、离子交换法除杂净化转型后得到的(NH₄)₂WO₄溶液，使用横截面为圆形的结晶器，加热至95〜100°C，进行蒸发结晶；
2.在晶核出现前，搅拌速度控制在30转/分；晶核出现后，搅拌速度上升并控制在40转/分；而当晶核出现1小时后，上升并控制搅拌速度至50转/ 分；
3.随着晶体的不断析出，当溶液密度下降为1.14g/cm³后，搅拌速度上升为60转/分；
4.结晶终点为，当溶液体积下降为初始溶液体积的40%，制得单晶APT。

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温压成型工艺是在传统的模压工艺的基础上发展延伸出来的一种新型高密度粉末冶金制备技术。相比传统工艺方法，温压成型工艺是在压制的过程中将粉末和模具加热到一定温度后用常规方法进行压制获得高密度粉末压坯，从而获得高密度和高性能的烧结体。无论是铁基基材还是钨、铜、铝等其他金属粉末，温压工艺都能很好的适用，其具有众多优势，如压坯密度及烧结密度高、压坯密度分布均匀、压坯强度高、脱模压力小、弹性后效小以及相对成本较低等。而该工艺的影响因素包括对粉末（松装密度、粒度及粒度组成、孔隙度等）、润滑剂的选用以及对温压温度和其他各项参数控制等，这些因素都是保证最终成型效果的关键技术。接下来，我们就从这几个方面入手，逐一探讨钨铜复合粉末温压成型工艺的关键技术。

一、粉末选择：粉末的选择就包括粒度、粒度配比、松装密度、孔隙度等方面。用于温压成型的钨铜复合粉末不仅仅要求在加热、传输以及压制过程中有良好的压缩性、流动性和稳定不变的松装密度，而且要求所制成的零件之间性能的一致性也较高。粉末本身的粒度、粒度组成以及混合粉末的配方都在一定程度上决定了材料的密度和无空隙度。国外有相关研究人员研发了一种专利粉末，其无论是在130℃下保温还是在粉末加热到130℃在冷却至室温，再升温的循环作用下，粉末的松装密度和流动性以及在600MPa下所压制的生坯密度都十分稳定。

二、润滑剂选择：在传统工艺中所使用的润滑剂一般当温度升至120-150℃时，就难以保证粉末的流动性，是混合粉末的性能受到一定程度的影响。因此润滑剂的选用也是不容忽视的一个环节。其应满足玻璃化温度在130-150℃、较低的摩擦因数（温度升高，摩擦因数进一步降低，有利于金属粉末和模壁以及粉末颗粒间的摩擦阻力达到最小，从而减少压制压力和脱模力）、易溶于挥发性溶剂（便于粉末干燥和使粉末颗粒表面均匀涂覆一层薄的润滑剂膜）、能有效阻止或减缓钨铜合金粉末的氧化（通常金属粉末已发生氧化，氧含量的升高会影响其最终性能）、分解温度范围较宽（裂解时应较为平缓，避免产生大量气体，导致粉末冶金零件的体积膨胀）、润滑剂分解后无毒无害，不污染环境。

三、温压温度控制：温压成形预热温度在100～150℃之间。由于压制的温度介于通常的室温和热压温度之间，因而被称之为温压。将温压温度控制在聚合物润滑剂的玻璃化温度之上或熔点之下，使润滑剂处于粘流态，既具有一定的粘结性和一定的润滑性，有利于粉体表面的铺展和流动。若温度过高或过低都会造成润滑膜的破坏而失效。

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中国目前生产上制备粗晶硬质合金的主要工艺是在三氧化钨中添加碱金属如钠、钯、银等，氢还原后制备粗颗粒钨（W)粉，经高温碳化得到粗颗粒碳化钨粉，再经湿磨、成形、烧结工序制备出粗晶硬质合金。制备掺钠三氧化钨的常规方法有喷雾法、人工掺杂法，这两种方法的缺陷在于制制备的高钠WO₃化学元素分布不均匀，影响后续的生产，导致颗粒长大不均匀，生产出来的产品差异性较大。此外，喷雾法还需购买喷雾器，造成成本的增加；人工掺杂法需要增加人为成本。

而掺钠制备三氧化钨的方法与喷雾法、人工掺杂法相比较，不仅成本较低，操作较简捷，而且生产出来的三氧化钨粉末更均匀。具体方法如下。

步骤：
1.以碱分解钨精矿经离子交换、除钼等工序制得的钨酸铵溶液为原料，钨酸铵浓度（WO₃质量计）为200 ~ 300 g/L，Na+质量浓度为10~40 ppm；
2.根据后续产品的要求加入固体钠盐，含钠化合物的掺杂量按Na/WO₃质量百分比为0.05%~0.25%，混合溶液；
3.蒸发结晶，温度控制在80~100°C，搅拌速度为50~200 r/min；
4.蒸发至结晶终点pH为6.4~7.0时，停止加热、冷却至20~50°C；
5.真空抽滤方式对料液进行过滤，抽干，得到含钠均匀的APT粉末；
6.将APT置于煅烧炉内，在680 ~ 740°C煅烧，得到含钠均匀的三氧化钨粉末。

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比色法(Colorimetry)定义：以生成有色化合物的显色反应为基础，通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法。比色法作为一种定量分析的方法，其对显色反应的基本要求是：反应应具有较高的灵敏度和选择性，反应生成的有色化合物的组成恒定且较稳定，它和显色剂的颜色差别较大。选择适当的显色反应和控制好适宜的反应条件，是比色分析的关键。

正硬质合金及合金钢的性能在很大程度上决定于三氧化钨的质量。制取三氧化钨的普通方法包括以下主要工序：溶液净化除钯、硅、氟、钯、磷、钼等；添加氯化钙溶液沉淀人造白钨；盐酸分解人造白钨；钨酸经洗涤、过滤、干燥、煅烧后，即成三氧化钨。此文主要介绍测定高纯三氧化钨中微量钯的方法。

测定高纯三氧化钨中微量钯方法
将高纯三氧化钨脂肪置放在1400℃进行燃烧，所得含钯及钯化物与氧反应生成二氧化钯，用氯化汞酸钠溶液吸收，形成稳定的二氯亚钯酸根络合物。接着使该化合物再与甲醛缩合，并与褪色品红作用，可生成紫红色的化合物，在560nm处进行比色测定。对显色时间及颜色的稳定性、试样燃烧吸收时间以及降低空白值等条件进行试验。最后可得到氯化汞酸钠的用量、显色剂、褪色品红与甲醛用量对显色的影响。该方法的测定下限为0。5ppm，相对标准偏差±4。8％。

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仲钨酸铵是一种化学物质，主要是白色结晶，有片状或针状二种，用于制造三氧化钨或蓝色氧化钨制金属钨粉。仲钨酸铵可用作制造偏钨酸铵及其他钨化合物，用于石油化工行业作添加剂。金属钨粉的下游产品有钨材系列，如钨条、钨丝等电真空材料；有合金系列，如碳化钨、硬质合金、合金刀片、合金钻头、合金模具等；其他耐磨、耐压、耐高温的机械装备部件等。

三氧化钨(WO₃)是一种重要的η型半导体氧化物，有多种晶体结构，已经在电致变色、光致变色、传感和催化领域得到一定的应用。其中准球形三氧化钨颗粒直径100nm-700nm，球形三氧化钨颗粒直径20-200nm，这两种三氧化钨颗粒可以作为前驱体合成纳米碳化钨硬质合金。

气相法是目前制备纳米结构的最有效的方法之一，气相沉积技术析出薄膜、晶须和颗粒等各种形态的固体。并且气相沉积法能从浓度不高的反应物中制得高纯度的产物。但常规的气相沉积法的劣势在于产量非常有限，由于在高真空或高温下收集产物，不能实现连续生产。以仲钨酸铵为原材料，创新的将气相沉积技术和高温煅烧结合起来，以氩气为载体，在低温区域收集反应物，成功实现多种貌纳米WO₃粉末的连续生产。

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潜孔钻头是目前一些掘进、破岩工作中运用最为广泛的一种高性能作业工具，其适用于钻进中硬、坚硬以及研磨性岩层，依靠较高的冲击功产生较大冲击能量对岩石进行破碎。其具有众多优势，如高钻进效率、高冲击功、伴有剪切破碎、使用寿命较长，其最大的特点在于以气流作为驱动力，有足够的风量能将岩屑带出孔底，从而保证了钻进的效率，降低了球齿的磨损。而对于硬质合金球齿的选择就显得至关重要了，要根据潜孔钻头的直径大小以及所受的冲击功等方面进行考量，球齿的个数以及放置的位置决定了是否能够合理分担潜孔钻头所受的冲击功。

从理论上说，硬质合金潜孔钻球齿所采用的是冲击回转的破岩方法，冲击时间很短，球齿在与岩石接触的瞬间产生巨大的冲击力，脆性的岩石内部产生应力集中，在冲击力的作用下极容易产生体积破碎，因而潜孔钻头的凿岩效率高。再者，硬质合金潜孔钻头球齿在冲击岩石的同时还对岩石进行回转切削，而钻头对球齿的轴向压力明显小于单纯的回转切削钻头，对球齿的磨损也减小了许多，从而提高了硬质合金潜孔钻头球齿的耐磨性及抗磨削性，延长了使用寿命。

对硬质合金潜孔钻球齿的破岩过程进行分阶段研究，可总结归纳出如下几个阶段：

阶段一：裂纹产生，在这一阶段硬质合金球齿与岩石表面刚刚接触，传递到岩石接触面上的应力作用还没有完全释放，在接触面上发生脆性破坏，此时伴有微裂纹的产生；

阶段二：随着应力的不断增加，硬质合金球齿所接触的岩石也发生了塑性变形，形成一定的破碎区域；

阶段三：在已粉碎的区域的边界上会产生拉应力裂纹，并逐渐发展成为初始裂纹，该裂纹会随着应力的增大而进一步扩展；

阶段四：随着应力的增加，在初始裂纹的两侧形成相应的拉应力并产生张裂纹，呈斜下方扩展；

阶段五：裂纹不断扩展形成漏斗形，并相应产生跃进式的破坏。

此外，除了对硬质合金潜孔钻球齿破岩机理的研究，需要我们注意还有硬质合金球齿虽然具有较高的硬度以及抗冲击性能，但是其脆性较高且耐磨性较低，其失效形式主要是磨损，包括磨粒磨损、表面疲劳磨损以及黏着磨损。其主要是因为在掘进的过程中，由于球齿与岩层发生高速的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发生由软质相向硬质相的转变。这也对硬质合金球齿提出了更高的要求，其可以通过加入一定的元素或者在球齿端面涂覆一层高性能材料来改善硬质合金球齿的耐磨性。

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催化改变化学反应速率而不影响化学平衡的作用称作催化作用，它本质上是一种化学作用。催化是自然界中普遍存在的重要现象，催化作用几乎遍及化学反应的整个领域。化学反应物要想发生化学反应，必须使其化学键发生改变，改变或者断裂化学键需要一定的能量支持，能使化学键发生改变所需要的最低能量阈值称之为活化能，而催化剂通过降低化学反应物的活化能而使化学反应更易进行，且大大提高反应速率。

三氧化钨具有较大的表面效应，是一种重要的催化活性材料，它具有很好的催化性能，既可作主催化剂又可作辅催化剂，且对相应的反应有较高的选择性。在经过相关的研究后，人们发现将三氧化钨还原或者掺杂加入活性组分或进行改性等来提高其催化性能。三氧化钨因为本身的催化性质和物理化学性质受到煅烧温度、制备方法的影响可以用于加氢脱硫过程、NOx的选择催化还原、烯烃的异位作用等反应。

钨基催化剂的酸性能可应用链烷烃的异构化。三氧化钨在光催化是新型的催化领域。目前许多不同的半导体材料被当做光催化剂，用于水分解成氢和氧，三氧化钨的光能转化率不高，但是由于高纯三氧化钨制备工艺简单，在接近UV和发光区对光有强吸收性，在各种电解质中能够保持长时间的稳定，这些都使得三氧化钨作为光催化剂能显现出更好的性能。

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