硬质合金阀球以球体作为启闭件，主要作用在于切断、分配以及改变介质的流动方向，经特殊设计还可满足流量调节功能。从球阀自身的设计出发，其相比传统阀门有着众多优势，如结构简单、密封性能好、重量轻、耗材量小、安装尺寸小、在一定公称通径范围内体积较小、驱动力矩小、操作简单易于实现快速启闭，已经逐渐成为了近几十年来发展较快的阀门种类之一。而将硬质合金高硬度、高强度、高熔点以及优良的化学稳定性和耐磨耐蚀性与阀球的优势相结合所形成的硬质合金阀球已经可以很好地适应现如今众多工业领域严苛的工作环境。

硬质合金球阀的主要优势可以分为以下几个方面：

1.其具有理论上最低的流阻（流阻是指在稳定气流状态下，加在吸声材料样品两边的压力差与通过样品的气流线速度的比值。）；

2.优良的化学稳定性及耐磨耐蚀性，可与大多数液体及一些腐蚀性的介质相接触；

3.在高温高压的环境下，依然能够实现完全密封（公称压力从真空至42MPa）；

4.由于硬质合金球阀以球体作为启闭件，受摩擦力影响较小，可实现快速启闭（可控制在0.05-0.1s以内），且操作的冲击性较小，另外，球形的关闭件可承受闭合时存在较高的压力差，且还可实现自动定位；

5.其具有双向密封性，使得工作更为稳定可靠；

6.在完全打开或完全闭合时，球体与阀座的密封面和介质是完全隔离的状态，这就使得高速流动的介质不会因长时间与座体密封面接触而导致阀座被侵蚀；

7.整体的重量较轻，结构较为紧凑，对于高温介质系统以及低温介质系统都能很好地适用（工作温度范围-204℃-815℃）；

8.阀体呈对称结构，使得其能很好地承受来自管道的压力；

9.整体全焊接阀体的球阀还可直接埋于地下，使阀门内件不受侵蚀，是石油以及天然气管道中最为理想的阀门类型，最高的使用寿命可达到30年。

此外，要保证硬质合金球阀的稳定性硬质合金球阀阀座密封圈材料的选择也是不可忽视的关键要素之一。要求其具有较小的摩擦系数、理化性能稳定、温度适用范围广、密封性能好等特点。其中较为常见的材料包括四氟乙烯（PTFE）、尼龙以及一些合成橡胶等。但是，这些材料都存在一定的缺陷，如四氟乙烯具有较高的热膨胀系数，热传导性不佳，对于温度的敏感度不足，当密封材料变硬时，其密封性也就随之降低，尤其是在压力差较低时。而一些合成橡胶对于介质以及温度的使用范围受到一定的限制，若不加入相应的润滑剂，则容易发生卡住的现象。

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掺杂Bi₂O₃影响WO₃陶瓷的烧结性能。掺杂Bi₂O₃的WO₃陶瓷，当掺杂浓度在0.2mol%并且烧结温度为1100℃左右时，WO₃陶瓷相对密度可达到91%左右。当Bi₂O₃的掺杂浓度大于0.2mol%，WO₃陶瓷的致密度会快速下降；陶瓷烧结温度小于1100℃，陶瓷的致密度随着烧结温度增加而逐渐增加，但当烧结温度高于1100℃，陶瓷致密度也会出现迅速下降的情况；最佳的烧结时间为2h，延长烧结时间反而会使陶瓷致密度降低。经分析，产生这种现象的主要原因为：WO₃熔点为1273℃，Bi₂O₃熔点为860℃，烧结温度过高时升华形成了两种物质分压，阻碍WO₃陶瓷的致密行为，降低致密度。

掺杂Bi₂O₃ 影响WO₃陶瓷的电学性能。与没有掺杂的WO₃陶瓷相比，掺杂Bi₂O₃后的WO₃陶瓷压敏电压快速下降，可以认为由于掺杂使得陶瓷晶粒快速生长从而引起压敏电压下降。掺杂Bi₂O₃的WO₃陶瓷烧结温度为900℃时，WO₃陶瓷不具有压敏特性，而温度达到900℃到1100℃之间，压敏系随着温度增加而变大，在烧结温度为1100℃时的压敏系数达到最大，烧结温度大于1100℃之后，压敏系数随着温度上升而减少，直到消失。当掺杂的Bi₂O₃浓度为0.5mol%、烧结时间为2h，烧结出的WO₃陶瓷压敏系数最大。

掺杂Bi₂O₃对WO₃陶瓷的微观结构具有显著影响；掺杂能起到助烧结的作用，促进陶瓷的烧结；掺杂能改善陶瓷的压敏特性。

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三氧化二铋（Bi₂O₃）又称为氧化铋，是黄色的粉末，不溶于水，溶于强酸生成铋(III)盐。熔点824°C，沸点1890℃。虽然三氧化二铋可以从天然的铋华（一种矿物）取得，但是它主要的来源通常是炼铜或铅时的副产物，铋粉在空气中燃烧能得到三氧化二铋。氧化铋主要用于化工行业（如化学试剂、铋盐制造等）、玻璃行业（主要用于着色）、电子行业（电子陶瓷等）等。其中，电子行业是氧化铋应用最广的行业，主要用在压敏电阻、热敏电阻、氧化物避雷器以及显像管等领域。此外，Bi₂O₃有很高的折射率和介电常数、显著的荧光特性和惰水性。因此，Bi₂O₃是一种很有潜力的分解水和降解污染物的可见光催化剂。

Bi₂O₃掺杂WO₃陶瓷，当掺杂数量较小时，只存在单一的WO₃相；当掺杂的浓度大于0.2mol%时，开始出现第二相，为Bi₂WO₆相；随着掺杂量的逐渐增加Bi₂WO₆相的含量也在逐渐增加。Bi₂WO₆相的量随着烧结温度逐渐增加。由于烧结过程中发生固相反应，以至于WO₃相几乎消失了。Bi₂O₃掺杂可以促进WO₃陶瓷晶粒快速的生长，结构致密，气孔减少，而且掺杂高浓度的Bi₂O₃会在晶界形成第二相Bi₂WO₆，增加烧结温度与烧结时间能促进WO₃陶瓷晶粒的生长，形成更多的Bi₂WO₆相。根据分析得出：掺杂Bi₂O₃能在烧结过程中形成的液相作用于烧结过程中存在的缺陷反应，两个原因促进了烧结过程中物质的传输作用，最终为陶瓷晶粒的生长提供了能量。

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二硫化钨能替代二硫化钼和石墨的几乎所有的应用领域，且用途更广。 并且，钼和钨是同族化学元素，钨比钼质量更重化学性质更稳定。二硫化钼应用得及其广泛，是因为价格便宜、效果好、市场供应力强，品质不断创新。其实，二硫化钨并不是新的化工产品，它的使用历史与钼一样长久，因为价格高，它最先是应用在 NASA 航天、航空、军事、汽车工业等领域。早些年前，二硫化钨的价格还是二硫化钼的十倍。但是目前由于二硫化钼的价格飞涨，几乎每六个月价格就翻一倍。如今，这两种原材料的价格已相差不大。所以，现在选用干磨擦性能更优越的二硫化钨更划算，它可以改善终端产品的质量并提升其竞争力。

WS₂/ MoS₂物理化学特性比较

注：PSI=6.89×103Pa

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钨铜合金电极同时具有钨和铜的所有优点，如钨的高熔点，高密度，高硬度以及铜的良好的导电导热性。钨相的熔点高达3387℃，而铜相熔点只有1083℃，两者的熔点相差较大，也就使得钨铜合金的烧结成为了一种典型的液相烧结。在液相烧结过程中，固相在液相中的溶解度、固相与液相的界面能以及液相沿固相晶界的穿透能力极大地影响了烧结速度和显微结构的变化。工艺参数如颗粒尺寸分布、粉末纯度、烧结温度、烧结时间、烧结气氛和压坯密度等等都是影响钨铜合金电极材料性能的关键因素。

液相烧结需满足润湿性、溶解度、液相数量三项条件，润湿性由固相、液相的表面张力（比表面能）γ_S、γ_L以及两相的界面张力（界面能）γ所决定的。而从热力学条件的角度看，在固相和液相的接触点达到平衡需满足γ_S = γ_SL + γ_Lcosθ。θ为润湿角或接触角，完全润湿时，θ=0°，则γ_S = γ_SL + γ_L；部分润湿时，0°＜θ＜90°；完全不润湿时，θ＞90°，此时γ_S ≥ γ_SL + γ_L。发生液相烧结就必须满足θ＜90°，液相只有具备完全润湿或部分润湿才能渗入孔隙和晶粒间隙，形成网络状的包覆结构。如果θ＞90°，烧结时生成的液相就会迅速渗出烧结体外，烧结致密化就不能顺利完成，从而使得钨铜合金的组相发生变化。

从经典的液相润湿固相的平衡图中，我们不难看出只有当固相与液相表面能之和大于固-液界面能时，即W_SL = γ_S + γ_L – γ_SL中W_SL＞0,时，液相才能有效润湿固相表面。固相在液相中的一定溶解度有利于改善润湿性，促进液相数量的增加，可以借助液相进行物质迁移，且溶于液相中的溶质部分所进行的溶解析出过程可填补固相颗粒表面的缺陷和颗粒间隙，从而进一步改善固相颗粒分布的均匀性。液相数量需满足填满固相颗粒的间隙，降低材料的孔隙率，提高材料的密度，一般以液相量占烧结体积的20%-50%为最佳，超过容易发生烧结变形，不足则使得液相无法要填满固相钨骨架的孔隙，且固相颗粒相互接触发生晶粒长大的现象。

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仲钨酸铵（APT）有水合物形式，这些水合物的形成取决于反萃取温度，常用含氨的水溶液反萃取含钨有机相来制备APT。而通过加热悬浮的十水合APT可以将水性悬浮液中的十水合APT定量地转化为高纯度四水合APT。

选取一种在混合器-沉降器设备中、在用含氨的水溶液对含钨有机相进行反萃取的过程中直接制得的十水合APT为原料。在具有搅拌器的沉降器中搅拌，对搅拌器的旋转速度加以设定，对原料以及环境温度、反应时间进行控制，制得高纯四水合APT。

条件设定：
1.母液的NH₃浓度设定在1.5-12g/L，特别优选为2. 0-4.0g/L；
2. NH₃:W摩尔比设定在0.5-1.8，特别优选为0.6-1.0，因为如果NH₃浓度和NH₃:W摩尔比超过所示范围，将导致产物中混入杂质；
3. 十水合APT与水相的质量比设定在0.2~2.5:1，特别优选为1~1.8:1，如果该质量比低于所示范围，则在反应器壁上形成沉积物，如果该质量比高于所示范围，产物纯度下降；
4. 在足以使十水合APT转化为四水合APT的温度和时间条件下进行热处理，热处理持续时间必须足以在选定的温度下使十水合APT完全转化，通常处理时间为0.1-6小时，温度不低于65°C，85-95°C为佳。因为在低于65°C的温度下，不能形成纯相四水合APT。在优选的温度范围内实现最高的产物纯度。

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偏钨酸铵（Ammonium metatungstate, AMT）是一种外观为白色或微黄色的结晶粉末，它的水溶性为300g/100ml，稍溶于水；在温度达到20℃时，其溶解度小于2%。偏钨酸铵属于易溶于水产品。偏钨酸铵用于制金属钨、合金钢、防火织物等，并用于陶瓷工业。通常以钨酸铵溶液为原料，用溶剂萃取或离子交换法先制得偏钨酸铵溶液，再经蒸发结晶得到偏钨酸铵。偏钨酸铵也用于制造各种石油化工催化剂及其它钨化合物，是炼油厂钨基催化剂的主要原料。根据偏钨酸铵稍溶于水的特性，我们用以制取三氧化钨。

偏钨酸铵制取三氧化钨，以仲钨酸铵为原材料，将仲钨酸铵加热至220—280℃；当它失去部分氨和结晶水后可转化为偏钨酸铵，进而对偏钨酸铵继续加热至600℃以上，当偏钨酸铵失去全部的氨和结晶水，冷却结晶，对成品进行干燥彻底转化为黄色的三氧化钨。

偏钨酸铵的制备方法有中和法、钨酸法、热分解法、离子交换法、溶剂萃取法等。偏钨酸铵制取三氧化钨的方法简单且易于操作，制得的成品三氧化钨晶粒均匀，适用于制造钨制品、用途配重和辐射的屏蔽材料，满足工业生产上各大产品制作的需求。

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目前我国钨冶金制取的80％左右的中间产品仲钨酸铵(APT)，是以钨矿物为原料用离子交换工艺生产的。其主要有三道工序：钨矿原料分解→离子交换→蒸发结晶。国内有很多厂家处理结晶母液的方式大都着眼于如何去除杂质，使之符合返回主流程的要求，造成了流程过长，三氧化钨回收率低，三废排放量大等诸多问题。本文提供一种不仅能一次性除Mo、Sb、As、Sn，还能回收利用NH₄Cl，提高WO₃回收率，并消除废水的工艺。

将仲钨酸铵结晶母液的0-95％返回配制解吸剂，余下的返回配制交前液，并根据结晶母液中杂质含量的多少，采取以下两种方式：
一、离子交换产生的钨酸铵溶液中WO₃/Mo(质量比)＜5000，则预先加入(NH4)₂S进行硫化处理。硫化的条件为：温度10-75℃，硫用量较理论量多0.5-3g/l，再在10-80℃下加入硫酸铜或氯化铜或Cu(Ac)₂，Cu₂⁺用量为理论量的3-6倍，保温1-3小时后过滤，滤液蒸发结晶制取仲钨酸铵，结晶母液直接返回；

二、离子交换产生的钨酸铵溶液中WO₃/Mo(质量比)＞5000，则直接进行蒸发结晶制取仲钨酸铵，所得结晶母液预先加入(NH4)₂S进行硫化处理。硫化的条件为：温度10-75℃，硫用量较理论量多1-3g/l，再在10-80℃下加入硫酸铜或氯化铜或Cu(Ac)₂，Cu₂⁺用量为理论量的3-6倍，保温1-3小时后过滤，滤液返回。

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金属陶瓷具有密度小、硬度高、耐磨、导热性好，兼有陶瓷和金属的优点，金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。三氧化钨陶瓷不仅具有一般金属陶瓷的特性还具有压敏特性。研究发现，通过掺杂的方式可以提高三氧化钨陶瓷的压敏特性，合适的添加掺杂物对陶瓷优良压敏特性的形成起了关键的作用。

三氧化钨陶瓷掺杂目的：
（1）三氧化钨陶瓷烧结性能差，掺杂的方式能改变三氧化钨陶瓷烧结性能，达到助烧结目的，没有掺杂烧结三氧化钨陶瓷不能致密化。例如，低熔点金属氧化钨能在三氧化钨陶瓷烧结的过程中形成液相来促进三氧化钨陶瓷的致密化。
（2）三氧化钨陶瓷之所以存在压敏特性，是因为晶粒内部与外表面存在不同的缺陷，使得内外电阻率不同，通过控制掺杂元素的种类、掺杂量等间接控制缺陷的种类与分布，缺陷对压敏特性其至关重要。
（3）掺杂元素能控制晶粒生长的情况，调节压敏电压大小。Bi、Co、Sb和Pr等过渡金属是能显著地改善陶瓷结烧性能与压敏性能的掺杂元素。

掺杂Bi₂O₃和Pr₆O₁₁可以有效地提高三氧化钨的烧结性能，但是为了能获得高致密性以及压敏特性优良的三氧化钨陶瓷，需要在其基础上，进一步寻找合适的掺杂元素来提高三氧化钨陶瓷的压敏特性。

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