氧化钨制备方式3/3

4 湿化学法制备氧化钨。采用模板法制备氧化钨虽然可以控制其形貌,但是模板法的步骤比较复杂,湿化学法步骤相对简单而且能对氧化钨的粒径与形貌进行控制,湿化学法主要有溶胶-凝胶法和水热法两种方式。
 
4.1 溶胶-凝胶法制备氧化钨。溶胶-凝胶法主要是选择不同的溶剂,将原料倒入溶剂中,在一定条件下反应制取出氧化钨,氧化钨溶解于溶液。此时可以选择按比例混入其他溶胶,制取氧化钨的混合物;或者直接将溶液过滤、去沉淀等方式后获得氧化钨。溶胶-凝胶法不需要太复杂的工艺而且对反应条件的要求相对比较低。
 
4.2 水热法制备氧化钨。水热法顾名思义就是通过将溶液加热的方法制备出氧化钨,通过分析学者们的实验结果与数据,可以得出选用不同的原材料、不同的溶液、不同的加热温度制备出的产物具有不同的形貌,虽然产物大多都呈现棒状或者线状,但是其长宽比都各不相同。所以本文认为采用水热法确实能控制其产物的形貌,但是前提必须要有大量的实验数据做支撑。Liu等在制备Pt/W18O49纳米线时采用了一种简单的方式:首先,他们通过理论分析得出PVP能控制W18O49纳米线生成并且能将金属铂(Pt)纳米颗粒转移到纳米线上;然后制备W18O49纳米线时将PVP与H2PtCl按一定比例充分混合后,先放入冰水中,加入还原剂NaBH,制备出Pt/PvP,将其与WCl6混合并且高温处理获得Pt/W18O49纳米线。
 
氧化钨常用的四种制备方式分别为:氧化法、还原法、模板法、湿化学法,四种方式具有优缺点,模板法工艺复杂,但是对氧化钨形貌可控性最高;氧化法与还原法能大规模生产,但是很难对其形貌进行控制;湿化学法又分为溶胶-凝胶法与水热法,工艺复杂程度与对形貌控制度都处于上述两者之间,但是目前还是没有发展到大规模生产。
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氧化钨制备方式2/3

2 还原法制备氧化钨。氧化钨是由钨与氧气通过氧化反应而生成的,还原反应可以通俗地理解为氧化反应的逆向化学反应。当在合适的还原剂条件下,三氧化钨(WO3)可以被还原为钨(W),但是只要将反应条件控制在一定范围内,产物就会变为中间相,如W20O58和 W40O118等,还原反应制备氧化钨最重要的是催化剂的选择,催化剂的选择将直接影响到最终产物的组成成分。Arid等采用钠蒸汽为还原剂还原孪晶的WO3晶体,钠蒸汽顾名思义就是将钠金属加热至沸点产生蒸汽,还原反应沿着WO3孪晶界发生,只有失去氧的WO3-x层成为薄膜超导层,其余大部分未发生超导现象。
 
3 模板法制备氧化钨。采用氧化法与还原法制备氧化钨虽然操作较为简单,但是反应所需温度高、无法调控其产物的形貌,所以才会出现了模板法来制备氧化钨。模板法的意思就是首先提供一个模板让纳米氧化钨随着模板成型,控制其形貌;然后将模板溶解,或者采用其他方式去除,就得到特定形貌的纳米氧化钨。分为硬模版法和软模板法,其主要区别为,(1)当模板为管状时,硬模版的前驱液(制备氧化钨的液体原材料)只能从头尾两端进出;而前驱液在软模板中不受约束,能在管壁中自由通过;(2)软模板法在后期去除模板是相对容易;(3)软模板法的成型效果不如硬模版法好。Cui采用模板法合成出具有有序多孔结构的介孔氧化钨材料,以介孔硅作为模板,12-磷钨酸作为钨源,最后用HF溶液去除介孔硅模板制备出介孔氧化钨材料。
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钨合金屏蔽件在非破坏性试验中的应用

非破坏性试验也称无损试验,通常指不破坏产品结构,不损害产品性能的检验方法及所用相关手段。产品的检测分破坏与不破坏产品两类,后者侧重于外观,要逐个进行,但只要合格即可。对于前者通常采取任意抽样,而且侧重于内在质量,对指定的怀疑有内在缺陷的产品进行解剖。由于破坏性试验最终都要以牺牲一个产品为代价,利用非破坏性试验检测产品则可以做到兼顾,既不破坏产品又能确切掌握内在质量。

非破坏性试验检测缺陷产品时是利用电磁辐射,声音以及材料固有的属性对样品进行检测,包括用显微镜对样品的外表面进行详细地检测。样品的表面要进行抛光处理,样品的厚度需达到电子透视所需的厚度。但样品的制备工艺,光学显微术以及电子显微术还是具有破坏性。而样品的内部只能利用穿透性电磁辐射进行检测,例如X射线和3D X射线。此时钨合金屏蔽件(如图)就可以有效地屏蔽由于使用X射线或3D X射线检测产品缺陷时造成的有害辐射。钨合金屏蔽件

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氧化钨制备方式1/3

钨的氧化物(氧化钨)由于其拥有特殊的物理性质和化学性质,被大量的相关研究者关注,并且被广泛用于生活中的各个方面。例如氧化钨具有的光致变色和电致变色性能使其被用于建筑玻璃、气体检测等;氧化钨不仅具有催化活性而且对可见光接收范围广,能作为一种低能耗的催化剂被运用于光催化领域;由于其具有导电性和大的载荷性,能被作为超级电容或电池电极的材料成分之一等。随着对氧化钨研究的深入,其多变且特殊物理和化学性能的原理也逐渐被发现。

氧化钨的晶体结构 材料的物理与化学性能主要受其分子结构影响,氧化钨在制备时其形貌容易受外界因素影响而产生变化,首先不同的制备方式为主要因素,其次相同的制备方式,也会因为制备原料、温度、氧含量不同而发生晶型结构的变化。经大量学者研究,制备氧化钨的方式有很多,用得比较多的为:有氧法、还原法、湿化学法,模板法等,本文主要介绍四种常用方式的基本机理,以及一些具有代表性的实验。

1 .氧化法制备氧化钨。氧化钨即为钨的氧化物,从化学角度上理解,即为钨与空气中的氧发生反应即形成氧化钨,所以采用氧化法去制备氧化钨是最先想到的制备方式。直接采用钨粉去跟氧气发生氧化反应,那理论反应方程式为:aW+bO2 —(XX条件)→cWxOy,由于钨粉的化学性能较为稳定,必须在吸收能量的条件下才能与氧发生氧化反应生成氧化钨,所以大部分采用上述方程式来制备氧化钨都需要以加热、超声波或者催化剂作为反应条件。Li等通过实验验证了直接在空气中通过红外线照射加热钨灯丝的方式能给钨的氧化反应制造吸收能量条件,该方式能制备出来了一维纳米结构的三氧化钨(WO3)材料,而且这种方式制备氧化钨比较简单易行,容易实现大规模化生产;而Hong等通过实验证明,提出了另一种简单的大规模制备氧化钨的方式,首先采用超声波清洗小于1cm2的金属钨,用碘化钾作为催化剂,在一定湿度条件下能制备出三氧化钨纳米带。
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钨合金材料制作屏蔽件的优点

钨合金是以钨为基加入其他元素组成的合金。在金属中,钨的熔点最高,高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能都好,比重大,除大量用于制造硬质合金和作合金添加剂外,钨及其合金广泛用于电子、电光源工业,也在航天、铸造、武器等部门中用于制作火箭喷管、压铸模具、穿甲弹芯、触点、发热体和隔热屏等。除此之外,高密度的钨合金也经常被用来制作钨合金屏蔽件并且应用于许多领域。

研究证实防辐射能力和材料密度有着紧密的关系,密度越大屏蔽性能越好。反之,更高的密度意味着更好的射线吸收能力和射线屏蔽能力,由于钨合金的密度比其他材料高,钨合金屏蔽件对γ射线有着更好的屏蔽性,从而可减少屏蔽件的体积而不影响屏蔽性。和铅相比,相同体积的钨合金屏蔽件拥有更好的射线屏蔽性。钨合金结合了高密度性(密度比铅高60%),机械加工性,良好的耐腐蚀性以及高辐射吸收能力(优于铅和钢),高强度等优点,由此可见钨合金是屏蔽件的最佳原材料。

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龙年首周钨价开门红。