采用丝网印刷法将钨酸分解得到的氧化钨粉末制备成氧化钨厚膜气敏传感器,并先后在氢气和空气气氛中进行还原和氧化处理,系统研究了氢气浓度和氧化时的升温速率对敏感膜的形貌、结构和CO气敏性能的影响。结果表明,经氢气还原-空气氧化后,敏感膜表面形貌由近似球形的颗粒转化为表面光滑两端开口的集束棒状或规则的四方柱状,而晶体结构则没有发生改变。敏感膜对CO的灵敏度(Rair/RCO)随CO浓度的增加和测试温度的升高而增大。与没有进行气氛改性的敏感膜相比,经10%H2气氛还原并在600℃空气中以5℃/min氧化处理后的敏感膜对CO具有最大的灵敏度,其对3.8×10-5CO的灵敏度提高了13.3倍。即通过对敏感膜进行气氛改性可显著提高对CO的敏感性能。

由钨酸分解得到的氧化钨粉末通过丝网印刷制备的敏感膜,随烧结温度的提高,其晶粒尺寸不断增大,并在900℃时获得增加显著。700℃烧结的敏感膜在700℃经5%H2还原处理0.5h并继而在600℃的空气中氧化0.5h后,其晶相结构并没有发生改变,仍为多数单斜晶相和少量三斜晶相共存,而且衍射峰的峰型基本上没有改变。经5%或10%H2还原-空气氧化后,敏感膜表面形貌由近似球形的颗粒转化为表面光滑两端开口的集束棒状或规则的四方柱状。敏感膜对CO的灵敏度随CO的浓度的增加和测试温度的升高而增大,而且随CO浓度的增加灵敏度随测试温度的升高而增大的幅度越大。与没经过气氛处理的敏感膜相比,经10%H2气氛还原并在600℃空气中以5℃/min氧化后的敏感膜对CO具有最大的灵敏度,其对3.8×10-5CO的灵敏度提高了13.3倍。

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氧化钨薄膜是目前最引人注目的离子敏感变色材料之一,它具有ReO:结构,这种晶体结构实际上是将ABO3型钙钦矿结构中的阳离子位A空着,而B位换成W6+.当存在正离子源时,外加电场的作用将引起正离子M和电子在WO3薄膜中的扩散和迁移.当WO。上施加负电压时,正离子注入WO3薄膜,占据其中的“A”位而形成钨青铜MxWO3;电压反向时,注入离子将从WO3膜内抽出.上述离子的注入与抽出过程是个可逆的电化学反应过程.

离子注入与抽出氧化钨薄膜的过程中,膜的光学特性(光的透射率、反射率、吸收率及折射率等)和电学特性将发生较大的变化.例如,随着离子注入量X的增加,MxWO3可从绝缘体变为半导体甚至具有金属特性,电阻率能在01一6~5X01`ncm范围内发生变化.相应地,薄膜也会在透明态(可见光的透射率>08写)至深蓝色(可见光透射率<02%)之间发生可逆变化.WO:薄膜的这种离子敏感变色效应在光学开关灵巧窗(SmratWindow)、信息显示器、气敏传感器、pH探测器等领域有着广阔的应用前景.

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液相法制备晶体，一般来说即为将所需制备的材料的组成元素溶解于溶剂体系中，然后通过改变实验工艺条件(如温度，浓度，蒸汽压等)得到过饱和的溶液，再进一步保持或改变体系的状态，形成晶体的方法。作为我国古代最古老的晶体制备方法，古代人从海水中提取食盐的过程就是液相体系条件下进行晶体生长的实例。通过长久时间的生产实践，现在液相法已被具体化细分为许多不同类型的利用溶液生长晶体的技术，而且这些技术仍在不断地发展中。如变温法、溶剂蒸发法、高温溶液法、助溶剂法、水热法等目前为材料科学领域中最为常用的几种液相制备晶体的方法。其中，水热法是在水体系中，通过改变晶体溶解度，进行液相体系中晶体培育生长的方法。它与其他一般液相法的区别主要在以下几个方面：

(1)反应条件：水热法一般采用水与其他盐类相混合形成溶剂(或者成为矿化剂)，因此在反应过程中，这样的体系可以对常温常压条件下的难溶解物质(高熔点氧化物等)提高其溶解度，促进平时较高反应条件下的反应在相对较温和的条件下进行。

(2)反应环境：水热法反应过程中通过控制反应温度和压力来控制晶体颗粒的生长过程。该生长过程通常是在封闭体系环境中进行的。该封闭环境往往采用高压反应釜维持，由于温度较高时，较高的压强使得反应体系对钢至材料腐蚀性很强，因此较多采用聚四氟乙烯内存材料作为反应釜的内衬材料。

(3)反应过程：与其他液相法不同，水热反应过程中，反应釜一般垂直放置，因此釜内液相和气相部分因垂直方向温度分布存在梯度。该温度梯度变化会使得反应釜内的液相与气相在反应过程中出现强烈的对流现象，液相由高温区向低温区迁迁移，伴随有相变和溶液局部过饱和度的变化，在低温区因溶液变过饱和而析出溶质形成沉淀，气化的溶液遇冷变为液态回到液相中，反复循环形成对流，最终将溶质析出长大形成晶体。

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钨矿石中的钨资源属于一次资源、不可再生资源，而硬质合金刀具材料中的钨资源属于二次资源，可再生资源。对废旧硬质合金刀具回收利用有利于提高硬质合金刀具材料的利用率。

目前，国内外回收硬质合金刀具材料中钨资源的主要方法有熔炼法、机械破碎法、电解法，熔炼法又包括硝石法和锌熔法，锌熔法和电解法是当前应用最广的方法。锌熔法主要是通过高温下锌与硬质合金中的钴形成锌钴合金，锌浸入钴基体引起该相膨胀，再经真空蒸馏除锌，则硬质合金变成疏松多孔体，然后破碎、研磨得到碳化钨-钴混合粉末，锌熔法应用广，比较成熟，流程短，钨回收率达到95%。而电解法主要是以废硬质合金为阳极，通过控制阳极电位，将钴选择性地溶入电解质中，再用化学方法处理成氧化钴。碳化钨则以阳极泥的形态产出，将其脱氧后可得到碳化钨粉末，一般适用于钴含量大于8%的废料。此外，硬质合金中钨资源回收利用还有高温处理法和酸浸法。

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硬质合金刀具在达到正常磨损标准时，其磨损量往往较小，此时若将刀具直接判为废旧品，则造成钨资源的较大浪费。先进的刀具重磨、重涂技术能对该类型刀具进行再制造，使其多次发挥切削性能，从而提高硬质合金刀具材料的利用率。

硬质合金刀具的重磨首先根据刀刃损坏程度对其进行分类，确定重磨方案，经过硬质合金刀具特定部位的粗磨、精磨以及刃口的强化处理后就完成了重磨过程。硬质合金刀具经过粗磨、精磨后，切削刃表面通常会产生微崩刃、微裂纹等缺陷，合理的刃口强化方法可去除上述缺陷。重磨之后的硬质合金刀具还可根据需要再进行涂层处理。硬质合金刀具材料通过合理的重磨、涂层工艺后，粗加工刀具的切削性能约为新刀具的50% ～ 80%，精加工刀具的切削性能约为新刀具的85% ～ 90%。通过先进的刀具重磨、重涂技术，硬质合金刀具可多次发挥其切削性能，从而提高硬质合金刀具材料利用率，减少钨资源的消耗。




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大力发展高档硬质合金刀具，提升刀具使用性能，对于减少我国钨资源的消耗，促进钨资源的可持续发展是一项重要措施。有利于实现切削刀具的“三高一专”的要求( 高效率、高精度、高可靠性和专用化)。

高档硬质合金刀具一般需要针对特定工件材料和加工工艺体现出刀具材料、刀具几何结构和刀具涂层三者之间的最佳性能匹配，最终实现高档硬质合金刀具的高效率加工、高精度加工、高寿命稳定加工。从刀具结构来讲，性能卓越的复杂成型刀具、多功能一体化刀具有利于提高硬质合金刀具的切削效率。当前整体硬质合金刀具的高端性主要表现在超细晶高性能刀具基体材料、流畅的排屑槽型设计、优化的刀具几何参数、强有效的内冷却设计、精细的刃口处理技术、性能卓越的刀具涂层等方面。


 

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涂层刀具是近20年以来发展最快的新型刀具，涂层工艺越来越成熟。所谓硬质合金涂层，是指在硬质合金表面涂覆一层硬度和耐磨性很高的物质。在刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、耐磨性好的金属或非金属化合物薄膜(如 TiC, TiN, A12O3等)组成的涂层刀具，能较好的解决刀具存在的强度和硬度之间的矛盾，这是切削刀具发展的一次革命。发展形式多样、不同组合的多层涂层及优化的复合涂层成为涂层硬质合金刀具发展的新前景。 

涂层硬质合金具有以下特点:
(1)涂层硬质合金刀具结合了基体高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的优点, 提高了刀具的耐磨性而不降低基体的韧性。因此, 涂层硬质合金具有高硬度和优良的耐磨性；
(2)涂层薄膜对基体的韧性影响不大；
(3)降低刀具与工件的摩擦系数；
(4)涂层硬质合金刀具的寿命长等。




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硬质合金刀具在切削加工过程中会产生碎屑、磨粒，它们会影响硬质合金刀具的加工精度，所以这些东西需要及时清理，这就要求切削液具备良好的清洗、排屑作用。工件表面的油污能够被切削液中的一些表面活性剂润湿、渗透、乳化和分散，从而降低油污在硬质合金刀具表面上的粘着能力。切削液使用过程中存在流动性和一定的压力，能够冲走加工过程中产生的碎屑、磨粒、油污。 

同时，为了防止工件、机床和硬质合金刀具生锈，切削液还应该具有良好的防锈作用。切削液的防锈作用主要是因为切削液中添加的防锈添加剂，防锈添加剂可以吸附在机床和工件的表面，形成保护膜，使其与外界隔绝，或着增强切削液的碱性，以防止硬质合金刀具发生腐蚀反应，从而起到防锈效果。 




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1 电铆机用铆头材料

在电铆合过程中, 铆钉温度高达1000℃ 以上, 还要承受电弧的冲击烧蚀作用, 采用高密度钨合金对各种金属铆钉进行铆合具有如下优点:

1. 使用寿命比过去常用的铆头材料高出数十至百倍以上;

2.  质量好, 铆接的铆钉头部光滑不起麻点,

3. 冲头加工方便, 高速钢要热处理, 硬质合金要电火花加工, 而高密度钨合金只要车加工即可使用

高密度钨合金是一类以钨为基(钨的质量分数通常为80 %～ 97 %) , 并添加有Ni 、Fe 、Co 、Cu 、Mo 、Cr 等元素组成的合金, 其密度高达16.5 ～19.0g/cm3 , 而被人们通称为高密度钨合金、高比重合金、重合金。高密度钨合金不仅密度大, 而且还具有一系列优异的性能:强度高, 硬度高, 延性好, 机加工性能好, 热膨胀系数小, 导热系数大, 抗氧化和抗腐蚀性能好, 可焊性好等等。这些优异性能在尖端科学领域、军事工业和民用工业中得到了广泛的应用。迄今, W-Ni-Fe 、W-Ni-Cu 合金已成为高密度钨合金的两大主要系列。



 

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Anviloy 1150是主要由钨基材料生产加工而成的且不易形变的钨合金产品，也被称为钨镍铁钼合金，多被应用于压铸件，如：高压压铸，热挤压模具。通过特殊的高温粉末冶金工艺生产的Anviloy 1150材料，有较好的热膨胀性和良好的导热性。这种特殊的性能组合能导致产品在使用过程的形成较少的热疲劳。钨合金材料熔点高，热膨胀系数低有利于其作为压铸件的用途。同时也可以通过添加其他金属元素来提高钨合金的可加工性，延展性和强度，使得钨合金材料更接近于Anviloy 1150性能和参数，材料的性能也可以通过调整一些生产工艺获得，比如热处理。

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