硬质合金棒材模压工艺

硬质合金棒材模压工艺包括水平方向压制和垂直方向压制。

水平方向压制：
首先，将模具的两个冲压机做成圆形棒材的形状，然后将粉末在两个冲压机之间挤压。这种工艺生产出来的棒材长度很容易受到模具和挤压机器的规格的限制。由于两个冲压机对粉末的压力不均，由此毛坯容易产生缝隙，并且难以闭合。同时这也会导致钴浓度增加的可能性，由此制成的硬质合金棒材会产生裂缝并且不能被修复。

垂直方向压制：
压制方法和水平方向压制法相似，垂直方向压制制出的硬质合金棒材同样受到模具和挤压机器的限制，在垂直方向很难被取出。


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硬质合金棒等静压工艺

硬质合金棒等静压工艺是一个质量守恒的成形过程。细小的金属粒子被放在一个可变形的模具中，模具中同时加入了高压的气体或液体。紧接着这些物质被放在一个烧铸炉中烧结，联结金属粒子，从而增加棒体的强度。这个生产过程可以生产出各种形状的硬质合金棒。

热等静压工艺在900华氏度至2250华氏度下同时对物体进行压制和烧结。由于氩气是一种惰性气体，因此成为热等静压工艺中最常用的气体，防止操作过程中不同物质发生化学反应。

冷等静压工艺运用液体在常温下增加炉内压强。烧结过程是必不可少的。液体成为了一个中间媒介，可以帮助在密封的塑胶容器中分散压力。

 

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光催化是今年来发展的新领域，目前有许多的半导体材料被当做光催化剂，用于水分解。WO₃中的钨离子由于存在氧缺位而出现部分的W⁶⁺还原成为W⁵⁺离子，氧缺位影响三氧化钨晶型和能级结构，从而影响了光催化性能。非化学计量WO_3-X表现n型半导体行为，禁带宽度为2.4~2.8ev，这也使得它的光催化性能由于其他的半导体材料。在波长大于330nm紫外光辐射下，Fe²⁺/Fe³⁺电解质体系中，WO₃粉体催化光解水产氧气速率为1220umol/g/h。420nm可见光辐射下，产氧速率也达到了320umol/g/h。当WO₃中的钨离子由于存在氧缺位而出现部分的W⁶⁺还原成为W⁵⁺离子时，发生了电致变色效应，材料的颜色相应地由浅黄色变为浅绿色。通过外部离子和电子对WO₃材料的可逆注入，使得W⁶⁺离子和W⁵⁺离子相互转换，在这方面的应用有材料的着色和消色。

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三氧化钨的分子式为WO₃，分子量为231.85。WO₃的分子式相当的简单，但是它的物理性质却十分复杂。满足化学计量比且无任何杂质的三氧化钨应该是无色透明的绝缘体，但是通常WO₃中的氧的含量并不满足严格的化学计量比，因为在制备中难以控制氧含量，加之其他的复杂因素，所以WO_3-X的型式来表示。1959年，Sawada和Danielson报道了WO₃单晶上进行的电阻率测量的电阻率结果p=1.7×10^-1Ω·cm。1983年Sahle 和Nygren报道了WO_3-X（0≤y≤0.28）系列单晶的电导率测量。随着对三氧化钨的电学性质的研究，我们可以发现，对于WO_3-X单晶，其电学性能随其结构和含氧量的变化可以分别呈现金属或者半导体行为。铁电行为是WO₃材料的一个极为重要的电学性质。WO₃晶体是一种铁电材料，其铁电温度是Tc=-40℃。

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三氧化钨作为光催化剂在降解有机和无机材料方面有着广阔的应用前景。以APT 和H₂WO₄为原料经过固相法烧结制备出来的WO_3-X光催化剂的效能是不一样的，在高温条件下以APT为原料制得六方相WO_3-X光催化剂效能更好。

但是实验证明，以H₂WO₄为原料运用水热晶化法制得的WO_3-X是六方相的，氧指数为2.50，光催化分解水性能得到大大的提高。在水热晶化法中，原料会随着发生温度的提高，发生变化。随着温度的增加，产物会从WO_3-X．0.33H₂O转变为六方WO_3-X在随着温度发展转变为单斜WO_3-X。一开始WO_3-X的光催化会随着温度的提高变好，但是随着六方相WO_3-X慢慢转变为单斜WO_3-X，它的光催化分解水性能也慢慢的减少。从中我们可以随着氧指数的逐渐减少，WO_3-X的光催化分解水速率先升高，达到极限后又急剧下降，即WO_3-X的光催化性能存在最佳氧空位含量。当氧指数在2.44~2.50时，其光分解速率较大。因此六方相WO_3-X有利于提高WO_3-X光催化分解水性能。

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光催化是用于将水分解成氢和氧的催化剂。三氧化钨中的钨离子由于存在氧缺位而出现部分W⁶⁺离子还原成W⁵⁺离子，氧缺位是决定三氧化钨光催化性能的主要原因。但是由于钨氧化价态变化大，含氧量难以确定，结构相变多和电学性质复杂等原因不同晶型的光催化性质一直不能确定。

经过专家多次试验后发现，用APT经固相法制备的WO_3-X光催化剂，主要是由单斜相组成，它的光催化分解水性能较差。但是改变反应条件之后，它的光催化性能就能大大提升。例如当在温度600℃的条件下加热4小时会产生六方相WO_3-X，六方相WO_3-X的光分解水析氧速率最高。用H₂WO₄经固相法制备的WO_3-X光催化剂均为单斜相。且温度对于光催化性能的改变不大。所以运用H₂WO₄制备的WO_3-X光催化的性能不如用APT在600℃温度下制备的WO_3-X的光催化性能好。

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运用不同功率的激光辐射研究氧化钨纳米线发现，随着激光功率的不断增大（0.72mw~20mw），氧化钨纳米线的拉曼光谱发生了一些明显变化，当激光功率很低的时候，纳米显得拉曼信号不强。数据上的峰形和峰值变化也不大。随着功率的增大，拉曼信号也随之增强。当激光功率增大到一定的强度时，氧化钨和周围空气中的氧发生反应形成三氧化钨。此时的三氧化钨是单斜相的。当激光功率下降到3mw的时候，拉曼峰已经不能恢复到低激光功率时候的峰值，这说明这个氧化过程是不可逆的。随着激光功率的再一次增大，三氧化钨纳米线由单斜相向正交β相过渡，通过改变激光功率发现，从单斜相到β相这个过程是可逆的。激光功率对氧化钨纳米线的结构产生了影响，首先是氧化钨纳米线被氧化成了三氧化钨，经历了相的变化。这时加大激光功率发现相的变化是可逆的。

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热蒸发法是一种气相沉积法，它具有高效率的特点。采用热蒸发法制备氧化钨纳米线的具体过程是首先将热蒸发的本底真空度设为10^-1Pa，工作强压设为10Pa，蒸发时间为15min。再将钨粉放入炉子中的钨丹上，将硅片水平放置与钨丹的附近。然后通入惰性气体进行吹扫氩气，扫除的流量设为70sccm。最后加热钨丹，钨粉受热氧化成氧化钨，在硅片上沉积并长出纳米线，蒸发的温度分别设置为975℃、1000℃、1025℃、1050℃，硅片温度保持在550。经过专家研究发现，氧化钨纳米线的生长存在一定的规律，随着蒸发温度的升高，硅片表面的蒸气浓度也会变大，过饱和度升高，形核数增加，氧化钨纳米线的直径增加，高度则先增后减，温度过高时晶向取向性降低。而硅片温度的升高，硅片上的氧化钨蒸气分子的活性变大，氧化钨纳米线的结晶速度加快，高度也增加了。可见要制备不同形貌的氧化物纳米线可以通过控制蒸发源和硅片温度。

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超声化学法是一种制备特异性能纳米材料的有效方法。它是将物理方法与化学方法有机结合起来的一种方便、有效、安全的技术，已发展成为一种材料合成、处理的重要方法，引起了人们极大的兴趣和高度重视。

且随着纳米氧化钨粉的应用逐渐广泛，人们认识到纳米氧化钨粉体中颗粒团聚问题会影响粉末的性能。所以在制备氧化钨纳米粉体的过程中除了要注意钨酸纳米粉体对后期氧化钨纳米粉体粒度的影响外，如何控制纳米氧化物粉体增大也是一个关键问题。所以在运用超声化学法的同时辅助加入表面活性剂不仅可以改善化学反应的微环境，还可以通过在溶液中形成胶束作为合成纳米材料的模板。采用以上工艺，在500℃的温度条件下，将钨酸煅烧3小时，可以获得较理想的纳米氧化物粉体材料。且此方法具有成本低、简单方便等优点。

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钨有四种稳定的氧化物：黄色氧化物（WO3），蓝色氧化物（WO2.90），紫色氧化物（WO2.72）和棕褐色氧化物（WO2）。其中二氧化钨的分子式是WO2，分子量是215.85。它是棕色单斜晶系粉末状晶体，密度是10.9~11.1g/cm3，熔点1500～1600℃，沸点1730℃。不溶于水、碱溶液、盐酸和稀硫酸中，但溶于H2SO4,生成红色盐。易被硝酸氧化成高价氧化钨。在惰性气体中易歧化，生成金属钨和三氧化钨。二氧化钨也是制造钨粉和三氧化钨的原料。二氧化钨在空气中很快地被氧化成三氧化钨，在氧化氮中加热到500℃时变成蓝色氧化物。在1020℃时，二氧化钨可被碳还原成金属钨。 在250~300℃时，用氢气或一氧化碳还原三氧化钨、以及在真空中把三氧化钨加热到200~250℃时，都可得到粉末状的紫色氧化钨（WO2.72）。 二氧化钨的制法是将摩尔比 为1:2的钨粉和WO3混合,并在真空条件下加热至 950℃,或在900℃条件下用带有饱和水蒸气的H2气流还 原WO3可制得。

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