仲钨酸铵还原制备超纯钨粉

钨粉是加工粉末冶金钨制品和钨合金的主要原料,可用于制成一定形状的钨丝、钨管、钨棒等;也可以与其他金属粉末混合各种钨合金;钨粉的另一个重要应用是制成碳化钨粉,进而制备硬质合金工具。而由于钨冶炼过程工序多、流程长,生产过程容易被污染,导致产出的钨粉末中含有杂质元素。这将导致后续金属烧结过程中出现晶粒不均匀的问题,产生产生脆性,致使其无法适应现高科技领域的广泛要求。有文献提出一种以仲钨酸铵(APT)为原料制备纯度大于99.99%的超纯钨粉。

钨硬质合金

其工序如下:
1.焙解
取APT为原料,在550-750°C温度下焙解生产的蓝色氧化钨,去除头尾各100kg后,通过120目致密不锈钢筛网筛选;该工序利用APT自身分解产生的氨气还原,无需通入其他原性气体;
2.还原
取还原舟皿经过特殊打磨处理,蓝色氧化钨在750-950°C的高温还原炉内,氧含量小于5ppm的氢气保护下还原成金属钨粉;钨粉进行超声、密封和超声致密过筛处理;
3.酸洗
用浓度为1-5%的无机酸洗涤还原出的钨粉20-40分钟,在85-95°C真空中干燥;
4.产品保护
超纯钨粉装入包装袋内,再将包装袋抽为真空,及时充填惰性气体,使超纯钨粉在保存过程中与空气隔绝,防止氧化。

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探究三氧化钨薄膜透光性

三氧化钨薄膜透光性织物穿透阳光的比例,例如膜材的透光率为10-15%,表明有10-15%的阳光可以穿透张拉膜,使其建筑白天无需照明,可节省能源。多晶陶瓷透光性主要是受反射系数、散射系数影响的。反射系数跟表面质量有关;而散射系数是主要影响因素,致密度、晶界及杂质等是造成散射的原因。另外非立方晶系的陶瓷,存在双折射现象,调控晶粒织构使光轴平行可以提高透光性。

运用溶胶-凝胶法制备的三氧化钨薄膜的透射光谱显现出最大透光率和相应波长分别为:85.3%,556nm,波峰和波谷在350~600nm波长范围内,波峰波谷处的透光率差值为4.4%,在小于300nm的波长范围内透光率几乎全部为零。WGZ-8双光束紫外可见分光光度计进行薄膜的透光性分析,入射光波长范围为200~800nm,透光率为0%~150%。

而运用磁控溅射法制备三氧化钨,其最大透光率和相应波长范围分别为:90.1%,572~582nm,波峰波谷在350~650nm波长内,波峰波谷处透光率差值约为21.2%。比较两条谱线可以看出两种方法制备的三氧化钨薄膜的透光率差异不大。磁控溅射法制备的薄膜当温度在450℃时,薄膜的透光率平均下降约8%~10%,峰形和峰位几乎没有变化。当退火温度在500℃时,薄膜的透光率平均下降约8%,峰位和峰形没有多大变化。

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钨云技术

定义:

钨云技术((Tungsten Cloud Technology))是指将建立在当今盛行的云技术基础之上,进而对钨矿、钨产品、钨生产、钨交易、钨产业等一系列相关的延伸与拓展,达到对钨相关数据的计算、储存、处理和共享的一种管理技术。钨云技术基于云计算商业模式应用的网络技术、信息技术、整合技术、管理平台技术、应用

钨云技术

技术等的总称,可以组成资源池,按需所用,灵活便利。

现实运用:

最简单的钨云技术可在网络服务中出现,例如搜寻引擎、网络信箱等,使用者只要输入简单钨云技术指令即能得到大量关于钨相关的信息。

未来格局:

进一步的钨云技术不仅只做资料搜寻、分析的功能,未来如钨交易、钨生产、钨服务等,都可以通过这项技术达成,提高人为生产、人为交易效率等,实现全球钨共享。充分发挥互联网在生产要素配置中的优化和集成作用,将互联网的创新成果与钨产业链相结合,提升钨产业的创新力和生产力,形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的钨产业新形态。

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硬质合金-聚晶金刚石复合球齿

硬质合金球齿具有较高的硬度以及良好的抗冲击性能,在一些凿岩钻探等一些冲击回转作业中所用到的潜孔钻头中得到了广泛的运用。潜孔钻头依靠泥浆泵提供的冲击功,并以钻头端面的球齿对岩石进行破碎,钻孔的深度可达1000米以上,可实现深部复杂地层的破碎和钻进,因此其对于球齿的力学性能要求也更为严格,尤其是抗冲击性能。但是在一些坚硬研磨性岩层的钻探中,硬质合金球齿由于耐磨性不足容易过早发生磨损,导致失效。因此,在原有的硬质合金球齿的基体上添加镀层的方式也就应运而生。硬质合金-聚晶金刚石复合球齿就是其中的一种,其以硬质合金基体为衬底涂覆上聚晶金刚石涂层。硬质合金对聚晶金刚石起支撑作用,而聚晶金刚石具有高于硬质合金的硬度以及耐磨性,但是抗冲击性能较差,这也成为了相关研究人员的重点研究方向。

为了提高硬质合金-聚晶金刚石复合球齿的抗冲击韧性,国外的研究人员提出了功能梯度结构复合球齿,即在硬质合金基体和聚晶金刚石层之间施加一层碳化物的金刚石过渡层可以有效减小聚晶金刚石层与硬质合金衬底间的内应力;或是采用与聚晶金刚石热膨胀系数较为接近的硅或硅合金渗入到酸洗过的金刚石孔洞中,经实验表明聚晶金刚石的韧性以及抗断裂能力有了较为明显的提升。国外学者还尝试采用立方氮化硼作为硬质合金衬底与聚晶金刚石层间的过渡层,其体积比为1(立方氮化硼):4(聚晶金刚石)。立方氮化硼在高温下的热膨胀系数介于聚晶金刚石和硬质合金之间,这就有效地减小了二者间的热应力,并且这种良好的相容性也减小了热应力造成的微裂纹,极大地提高了复合球齿的抗冲击韧性。

国内的研究机构则通过减少合成聚晶金刚石的粘结剂含量,同时增大压力及增加烧结时间使得聚晶金刚石颗粒间D-D键的结合得到增加,从而提高硬质合金-聚晶金刚石复合球齿的抗冲击性。聚晶金刚石D-D键是化学键的结合,其结合强度远大于粘合剂的物理结合强度,D-D键的结合度越高则在钻探中复合球齿的抗冲击韧性越好。此外,在聚晶金刚石的烧结过程中加入镍基或钛基添加剂,其对聚晶金刚石颗粒有良好的润湿性,能在烧结过程中包覆在聚晶金刚石颗粒的周围,促使更多聚晶金刚石颗粒熔化而有利于更多D-D键的结合。美国学者设计了一种双层聚晶金刚石复合片,最外层采用较粗颗粒的聚晶金刚石,具有较高的抗冲击性;而内层采用较细颗粒的金刚石,有效地改善耐磨性。内层金刚石掺入钴Co作为烧结剂,外层粗颗粒金刚石含有少量或不含钴;烧结时,硬质合金内的金属钴通过扫越式扩展,经过内层细颗粒金刚石层到达外层粗颗粒金刚石层。由于有内层细颗粒金刚石层做衬底,在烧结时钴在外层金刚石层内均匀分布,从而避免了外层金刚石层因钴分布不均而导致的欠烧和软化。

硬质合金球齿

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仲钨酸铵制备卤钨灯钨丝用钨条2/2

卤钨灯备注:
其制备的工艺条件为:一次还原由掺杂蓝钨制备二氧化钨的温度为 530、550、580、620、650、670°C,氢气流量为 2.0〜3.0m3/h,氢气露点≤60°C,装舟量为 300〜350g,推速为25min,产出二氧化钨含氧量为12〜14%;二次还原制备中颗粒钨粉的工艺条件:温度为700、750、800、830、860、860°C,氢气流量为3. 0〜5. 0m3/h,氢气露点≤60°C,装舟量为280〜320g,推速为30min ;
5.酸洗
将细、中、粗颗粒钨粉分别用浓度为5〜6%盐酸、5〜6%氢氟酸洗涤去除过剩的掺杂剂及杂质;
6.配粉
细、中、粗颗粒酸洗钨粉按20〜25:50〜60:20〜25的重量比在混料机中混搅拌25〜30min ;
7.冷等静压成形
将2000g配好的钨粉装入直径为23士0.2mm的弹性模套内,使用冷等静压机压制成形,最高压制压力为150〜160Mpa,成形后钨坯条在氢气保护下,在1300士50°C预烧结40〜45min ;
8.高温烧结
在氢气保护下,预烧结后钨坯条在垂熔机内直接通电加热烧结,烧结制度为三段升温、二段保温,电流/时间参数为升温(0-2000A)/5min、升温 (2000-3800A)/15min、保温 3800A/15min、升温(3800-4900A)/2min、保温 4900A/20min,产出条断面结晶细小而均勻的钨条。

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仲钨酸铵制备卤钨灯钨丝用钨条1/2

卤钨灯主要应用于汽车工业、电子工业、航天航空业的照明系统。因其使用环境存在冲击和振动的特性,因此要求其核心材料——钨丝的再结晶组织能形成良好的燕尾搭接结构,长宽比大于12,即高温燃点状态下高温强度高,高温抗下垂性能及抗变形性能好。因此,从改善材料性能入手提高钨条质量,以生产满足卤钨灯用钨丝质量变得极为迫切。有文献指出一种制备高温抗下垂性能及抗变形性能好的卤钨灯用钨丝方法。

其具体步骤如下:
1. 取单斜仲钨酸铵与球形仲钨酸铵按3 :1〜1.5的比例混合作为原料;
2 预还原
将原料通过四带温区还原炉,氢气还原生成含氧量为20〜20.5%的蓝色氧化钨;
3.高钾掺杂
蓝色氧化钨湿法掺入硅酸钾、硝酸铝溶液,使钾、硅、铝吸附于蓝钨孔隙内,形成钾、硅、铝含量分别为0.18〜0.20%,0.30〜0.35%,0.010〜0.013%的掺杂蓝钨;
4.还原
a)先将掺杂蓝钨用常规还原工艺通过二次还原生成费氏粒度为2.0〜2.6um的细颗粒钨粉,备用;
b)将掺杂蓝钨直接一次还原生成费氏粒度为3.4〜4.0um的粗颗粒钨粉,备用;
c)采用六温区还原炉将掺杂蓝钨经二次还原生成费氏粒度为2. 7〜3. 3um的中颗粒钨粉,备用;

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仲钨酸铵制备纳米针紫色氧化钨

纳米针电镜图目前国际市场上附加值比较高的钨制品是纳米级、超细碳化钨粉和超细晶硬质合金。纳米针紫色氧化钨是制备纳米级钨粉和超细钨粉是一种多快好省的方法,可用原理及技术有:瑞利不稳定性原理和原位氢还原技术。另外,纳米针紫色氧化钨还是一种具有光致变色、电致变色和气致变色等多种性能的功能纳米材料,在多种敏感元件中具有广阔应用前景。本文将描述一种以仲钨酸铵(APT)为原料的工业制备方法来补充市场的不足,其原理和步骤如下。

制备原理:APT在被加热到400℃以上时,失氨和水生成WO3;持续升温到500℃以上,WO3在氢气的氛围下被还原成蓝色氧化钨WO2.9;当温度达到600℃以上时,WO2.9被还原为紫色氧化钨WO2.72。

步骤:
1.从进料端用进料装置将APT从进料口推入到被加热的炉管内,在倾斜炉管的转动作用下,逐渐从低温区向高温区移动;
2.APT加热分解生成三氧化钨WO3、氨气NH3和水蒸气H2O;
3.在炉管内使氨气NH3发生热分解,生成还原性气体氢气H2
物料在倾斜炉管的转动作用下继续向高温区移动,当物料温度持续升高到600℃时,三氧化钨WO3被氢气H2逐步还原生成紫色氧化钨WO2.72

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制备三氧化钨薄膜光电极

光电极(Optoelectrode)是一种将给光刺激与电活动记录功能集成在一起的一种电生理器件,主要配合光遗传学技术应用。最常见的做法是将绝缘金属微丝制备的电极粘接在一段光纤上,作为记录点的电极前端稍微超过光纤端面,以便记录光激活的神经活动。光电极在工作时,由光源发出的光耦合进入光纤,继而由另一端输出,照射在经过光基因(Optogenetic)转染过的细胞上,当光强和波长适当时,细胞膜上的光敏离子通道将被激活,引发细胞产生电活动,继而这种电活动的变化被光电极上的电极所记录。

三氧化钨薄膜光电极的制备,采用阴极电沉积法。电解液中组成为0.025M的钨酸钠,0.03M的双氧水(30%)和0.05M的硝酸(65%),溶剂为水:异丙醇=7:3,电沉积采用三电极体系,Pt电极为对电极,饱和的甘汞电极(SCE)为参比电极,清洗干净的氧化铟锡(ITO)导电玻璃为工作电极。

电沉积制备的过程在温室条件下进行,将含有0.025M的钨酸钠,0.03M的双氧水(30%)和0.05M的硝酸(65%)的电解液进行电沉积,所加电压为-0.6V,沉积时间为1h,得到蓝色无定型的三氧化钨薄膜,在空气中晾干后,将无定型的三氧化钨薄膜置于马弗炉中,此时升温速率约为2℃/min,在450℃的环境下退火处理3h,最后得到三氧化钨薄膜光电极。

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SEM技术分析三氧化钨纳米线

三氧化钨纳米线SEM结构方程模型(Structural Equation Modeling)是一种融合了因素分析和路径分析的多元统计技术。它的强势在于对多变量间交互关系的定量研究。在近三十年内,SEM大量的应用于社会科学及行为科学的领域里,并在近几年开始逐渐应用于市场研究中。利用SEM对三氧化钨纳米线进行分析,可更好的了解纳米线受外界因素的影响所引起的形貌的变化。可通过前驱体以及反应温度来加以分析。

纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下(纵向没有限制)的一维结构。悬置纳米线指纳米线在真空条件下末端被固定。典型的纳米线的纵横比在1000以上,因此它们通常被称为一维材料。根据组成材料的不同,纳米线可分为不同的类型,包括金属纳米线,半导体纳米线和绝缘体纳米线。

三氧化钨纳米线在制备的过程中,是以钨酸钠为前驱体,具体可分为三个步骤。首先,在其他条件一致的情况下,用1.3g的钨酸钠反应来获得直径约为200-500nm的三氧化钨纳米线,长度约在5-10μ之间。其次,我们还可以通过控制反应温度来研究其对合成的三氧化钨纳米线外貌的影响。最后,在钨酸钠反应时间为32h等条件一致的情况下,在240℃环境中反应获得的三氧化钨纳米线直径为200-500nm,长度约为5-10μm。

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制备三氧化钨纤维

三氧化钨纤维纤维(Fiber/Fibre)是指由连续或不连续的细丝组成的物质。在动植物体内,纤维在维系组织方面起到重要作用。纤维用途广泛,可织成细线、线头和麻绳,造纸或织毡时还可以织成纤维层;同时纤维也常用来制造其他物料,及与其他物料共同组成复合材料。天然纤维是自然界存在的,可以直接取得纤维,根据其来源分成植物纤维、动物纤维和矿物纤维三类;另外,还有化学纤维、人造纤维、合成纤维、无机纤维等。纤维的充填能有效地提高塑料的强度和刚度,增强塑料属刚性结构。

管状三氧化钨纳米纤维可用于制作气敏传感器,具有灵敏度高、稳定性好,可常温工作的优点,展示了该形状的三氧化钨纤维在气敏传感器领域所具有的光明应用前景。管状三氧化钨纤维可通过模板法制备而成,利用模板法具有良好的可控性,可利用其空间限制作用和模板剂的调试作用对合成材料的大小、形貌、结构和排布等进行控制。

模板法制备管状三氧化钨纤维,以钨酸为钨源,将钨酸放置容器中并往该容器中添加入双氧水和乙醇并不断搅拌,使得双氧水以及乙醇与钨酸络合制备而成三氧化钨溶胶,接着将AAO模板浸渍在三氧化钨溶胶内30min,然后用去离子水冲洗,并在空气中放置30min,最后在550℃环境中进行热处理6h,干燥可获得类似管状的三氧化钨纤维。

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仲钨酸铵制备氧化钨纳米片自组装微球

三氧化钨是一种η-型宽禁带半导体氧化物(禁带宽度约2.8eV),由于晶体内存在着原子或电子缺陷,使化合物发生化学计量偏离,其电荷载流子浓度主要决定于化学计量缺陷(如氧空位)的浓度,使其具有优异的催化和气敏性能。在半导体气体传感器领域,低维度纳米氧化钨被认为是检测氮氧化物等环境有害气体最具前景的新型半导体气敏材料,而备受关注。有研究向我们展示一种氧化钨纳米片自组装微球的制备方法,其步骤如下:

1.溶解钨盐
将仲钨酸铵(APT)置于反应容器中,加入去离子水,配成浓度为0.10〜0.80mol/L的溶液;
2.加草酸,超声波反应
将APT溶液置于100〜750W功率的超声波发生器中,在超声条件下加入草酸充分反应,其中草酸的加入量按每升APT溶液中加入0.12〜0.47mol的草酸;
3.滴加无机酸溶液,调pH值
将浓度为1.00〜4.50mol/L的无机酸溶液缓慢滴加到上述溶液中,调节PH值至0.50〜3.50,继续超声反应20〜150min,得到黄色沉淀;
4.离心、洗涤,后干燥制得产品
经离心洗涤,将得到的黄色沉淀在50〜80°C下干燥4〜20h,制得所需氧化钨纳米片自组装微球。

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