质子交换膜燃料电池的工作温度通常低于100℃，氢气和氧气(或空气)作为燃料电池的反应气体，通常在电催化剂的作用下可显著提高电极反应速度。因此，具有较高电催化活性的催化剂是影响质子交换膜燃料电池性能的关键之一。传统催化剂为Pt/C催化剂，其中贵金属铂资源稀少，价格昂贵；而碳载体在潮湿、低pH值及高浓度的氧气环境下容易受到腐蚀，从而影响电池的性能和寿命。近年来，寻找具有更高催化活性、价格低廉且化学性能稳定的催化剂材料引起广泛的关注。研究发现，在贵金属中添加过渡金属氧化物有利于提高电催化活性。氧化钨与贵金属铂可形成协同催化效应，而且其在酸性环境下相当稳定，以氧化钨作为载体材料的复合催化剂被广泛研究。焦绿石型氧化钨具有多维孔道的层状结构，其拥有三维孔道，该结构有利于离子的快速迁移和交换，这一方面提高了其离子电导率，同时增强了其吸附性能，而且一定的离子可以嵌入到层状结构中形成插层复合催化材料。焦绿石型氧化钨在插层复合材料、传感器以及电致变色等领域的应用已有一些相关报道，但其作为电催化材料的研究较少。质子交换膜燃料电池的电极催化反应可利用焦绿石型氧化钨的这种结构特点，提高电极反应速率并进而提高电池性能。

采用水热法合成焦绿石型氧化钨，以pH值为3.0时获得的样品为单一焦绿石相，且粒径较小。以焦绿石型氧化钨与碳粉为载体，通过不同工艺路径制备了Pt-WO3-C复合催化剂。电化学性能测试表明，采用水热法将合成的焦绿石型氧化钨直接分散沉积在碳粉上所制得的复合催化剂Pt/(WO3-C)的催化活性最好，其电催化性能优于传统Pt/C催化剂。催化剂的制备工艺影响复合催化剂的分散效果，并进一步影响其催化性能。焦绿石型氧化钨具有三维孔道结构，担载铂后可与铂形成良好的协同催化效应，中间产物氢钨青铜及非化学计量氧化钨的生成加快了阴极反应速率，降低了阴极过电位，同时提高了燃料电池的能量转化效率。

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制备W03*0.5H20的方法很多，如沉淀法，液相法，固相法，溶胶-凝胶法和气相法等。大多数技术手段对操作过程和设备的要求都很高，在现阶段只具备理论研究的意义，很难实现规模生产，此外，大多数方法的前驱体多为钨酸铵、APT甚至钨粉等这些中间产品或最终产品，并且对前驱体的纯度要求比较荀刻，而且，从生产成本的角度出发很难满足现代工业生产节能减排的要求。

关于制备焦绿石型氧化钨较为成熟的水热合成法的研究也并不多，利用水热合成法制备出焦绿石型氧化钨，取得了一定的进展。但总的来说，水热法成本高，反应时间长，杂质元素难以脱除，产品粒度太细而导致团聚现象严重，这些都严重制约着该法的工业化运用；就基础理论研究而言，钨酸钠溶液酸化过程中多钨酸根离子的形成和相互转化理论至今尚不完备，钨同多酸盐的热力学数据置乏，水热合成焦绿石型氧化钨的机理尚不明确。

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焦绿石型氧化钨是一类具有多维孔道结构的化合物，其三维孔道中容易夹带微量的Na元素产品颗粒较细并容易发生团聚，夹带的Na元素很难在洗漆过程中完全清洗干净，因此，焦绿石型氧化钨产品中Na元素的夹杂是不可避免的。制得的焦绿石型氧化钨产品均含有Na元素，其实际分子组成应为NaxWO3+X/2，习惯上我们称之为Na型焦绿石型氧化钨。去除Na有两种方法：灼烧除钠和置换除钠。

焦绿石型氧化钨由于其结构的特殊性，不可避免的携带杂质Na元素，经HF酸煮沸溶解，火焰光度计分析试样Na含量在3.3?4.9%之间。灼烧法除钠效果不理想，高温下焦绿石型氧化钨三维孔道结构倒塌，转变成单斜Na2W4013。产品通过去离子水、稀酸溶液等简单的洗涤就能初步降低Na含量。

离子置换法除钠效果明显，其中1M  HC1和6M饱和NH4CI混合溶液除钠效果最好，室温下，控制L/S=30，置换lh后，Na含量即可降低到0.3%左右。用HC1和NH4Cr溶液置换处理之后，试样物相未发生变化，但晶格畸变能得到有效改善，该方法不会导致W损失。红外光谱显示，NH4+离子可以进入焦绿石型氧化钨的三维孔道置换出Na+离子。

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氧化钨光致变色的研究已近半个世纪，但因光源选取的不定性和变色表征的单一性使其发展十分缓慢。1973年Dbell利用urbach规则:K=K0exp{-B(E0g-hv)/KT}其中hv是辐射能量，B和凡是材料的特征常量。选取适当的光源，是实现变色的关键。目前的光源主要有压汞灯和高压氙灯两种，采用光源的瓦数各不相同，汞灯有500W，400W、250W、150W等;氙灯有50()W、200W、150W、75W等。瓦数虽然只改变光强度，却能体现出氧化钨的变色性能。尤其从满足不同需要的角度考虑，太阳光照下的变色材料是太阳镜制造商们一直追求的，高波段变色且长期稳定材料则是信息领域所需要，而显示屏方面则要求材料具有快速的着脱色性能。因此，氧化钨光致变色材料的探索还有很长的路要走。

大多数学者是通过UV光谱来检测经光源照射后材料的变色情况，但该方法无法测量短时间内的变色过程，使我们对其变色的机理及过程很难准确把握。直到1993年利用一种高敏感技术TR检测到氧化钨在光照几秒后的变色情况，给出了氧化钨的着脱色可逆过程是同时进行的结论，并提出着色率与光照时产生的电子一空穴对的数量有关的观点。此外，通过EsR、XPS等手段也可以检侧氧化钨的变色过程，但是这两种仪器价格十分昂贵，因此不能作为表征的常用手段。

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硬质合金刀具工作部分的结构有整体式、焊接式和机械夹固式三种。整体结构是在刀体上做出切削刃；焊接结构是把刀片钎焊到钢的刀体上；机械夹固结构又有两种，一种是把刀片夹固在刀体上，另一种是把钎焊好的刀头夹固在刀体上。硬质合金刀具一般制成焊接结构或机械夹固结构；瓷刀具都采用机械夹固结构。

粗加工阶段切削余量大，对刀具的刚性要求较高。一般而言，整体刀具刚度好，但结构笨重，装卸困难：而机夹刀具拆卸灵活，动刚度也可满足加工要度。机夹刀具的刀片材质选择及夹持结构对加工精度很重要，实际加工中发现，偏心销夹紧和勾头压紧式不适合重型粗加工，因为粗加工时工艺系统振动大，常使压紧机构松动，导致刀片损坏：上压式结构也常因阻碍了切屑的流出而造成压块的损坏。机夹刀具的制造精度要求也很高，因为即使微小的误差，也能使定位机构变成承力机构，由于重型切削的加工过程中切削力很大，易使刀具损坏。

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硬 质合金刀具重型车削粗加工切削用量：

切削深度可达到单边50mm，相应的切削速度为10m/min 左右，进给量1.5mm/r。因为粗加工阶段以去除余 量为主要加工目的，因此按照机械加工中切削余量的确定原则，为提高切削效率，应加大切削深度。重型切削时由于切削深度大，所以切削力大，相应的选择较低的 切削速度，一般为10～15m/min，进给量为1～2mm/r。采用这样的切削用量，工件的表面粗糙度比较差，只能达到Ra12.5～Ra6.3，可以 通过滚压的方法提高粗糙度值，以满足后序加工的要求。

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经 过使用比较，用机械法固定硬质合金刀片的车刀与采用整体硬质合金刀片焊接的车刀使用寿命相同。但与生产中其它类型的硬质合金车刀比较，在大多数的情况下， 该型重型车刀更耐用，可切削切屑的剖面用机械法固定硬质合金刀片的车刀更大。经验证明，在任何条件下，切屑卷出条件均好，切屑以长螺旋型或短螺旋型卷出。 当切削深度与进刀量之比不大于3～4时，切屑碰在刀杆后即变成细碎块掉落。这种带有卷屑装置的新型硬质合金机夹车刀，在车床上及立式车床上切削钢件时使 用。剖面为40mm×60mm及40mm×40mm的车刀，若切削余量均匀，其最大的切屑剖面在宽30mm的刀片上为20mm2，在宽25mm的刀片上为 15mm2。当切削余量不均匀的硬皮时，切屑剖面要缩小30%～40%，当加工过程冲击很大时，不宜采用这种结构的重型车刀。

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用 机械法固定硬质合金刀片机夹车刀装有可调整的附加卷屑器使切屑卷成螺旋线型滑出。附加卷屑器同时又是刀片的夹持器，使刀片紧固在刀夹中。切削时，切屑碰到 卷屑器的工作部分就卷起来，此部分焊一个厚3 mm ～5mm的硬质合金片。附加卷屑器的前端压住硬质合金刀片而后端则压住挡铁3。挡铁下部及垫板上部有锯齿纹， 刀片磨损后，借此结构可将刀片伸出。垫板，用合金及淬火工具钢制成，用以保护硬质合金刀片不受折损。该新型机夹车刀采用长方形刀片，磨刀时，刀片夹在专用 刀杆内，磨出的刀具角度用样板检查。硬质合金刀片的刃磨角度为，前角g=10°，后角a=8°，主偏角kr=55°或45°，副偏角kr1'= 15°。 为使刀杆可以重复使用，用45#钢锻造制成，热处理硬度为HRC45～48。用该车刀的重型车削经验表明：切屑在高速切削时卷成螺旋线型是最好的形状(切 削断面很大)，切屑在切削刃附近就即行折断。若重型车床运转平稳，则硬质合金刀片切削刃不致破碎，生产效率就大大提高。


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硬质合金刀具的铝合金材料分为:

1、容切削铝合金

该材料在航空航天工业应用较多，适用的刀具有K10、K20、PCD，切削速度在2000～4000m/min，进给量在3～12m/min，刀具前角为12°～18°，后角为10°～18°，刃倾角可达25°。

2、铸铝合金

铸铝合金根据其Si含量的不同，选用的刀具也不同，对Si含量小于12%的铸铝合金可采用K10、Si3N4刀具，当Si含量大于12%时，可采用PKD(人造金刚石)、PCD(聚晶金刚石)及CVD金刚石涂层刀具。对于Si含量达16%～18%的过硅铝合金，最好采用PCD或CVD

金刚石涂层刀具，其切削速度可在1100m/min，进给量为0.125mm/r。


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硬质合金刀具刀具的适用范围根据硬度的不同可分为

YD05（K01）：硬度≥93专用于加工各种镍基、钴基、铁基及含碳化钨自溶性喷涂合金材料。

YD15(K10K20)：硬度≥91.0适于精车、办精车钛合金、镍基高温合金，也适于加工各类铸件。

YD101 ：适于铸铁、有色金属，尤其是铝材的精加工、半精加工，亦可加工锰钢、淬火钢等硬质材料。

YT726：硬度≥93 红硬性高，耐磨性好。适于冷硬铸铁、淬火钢的车削、铣削。

YT798 :硬度≥92.2 韧性好，具有很高的抗热震裂和抗塑性变形能力。适于铣削合金结构钢、合金工具钢，也适于高锰钢、不锈钢的加工。


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