新材料钨合金的应用
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- 发布于 2014年9月10日 星期三 10:18
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新材料,也被称为先进材料,是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料,具有比传统材料更为优异的性能。这些新材料的发现在研究过程中具有优越的特性和功能,能够满足高科技的需要。人类历史的发展表明,材料的物质基础,社会发展和新材料的试验是社会材料技术进步的一个里程碑,新材料作为高新技术的基础和先导,应用范围极其广泛,它同信息技术、生物技术一起成为二十一世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样,新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类,不同的分类之间相互交叉和嵌套。此外,材料技术不仅是现代工业技术,推进人类文明的进步与发展,也是国防力量显著的物质基础。国防力量往往是新材料技术成果的使用领先者,新材料技术的发展对国防工业和武器装备的发展具有决定性的作用。
军用新材料是新一代的物质基础,也是世界军事领域的关键技术。军事新材料技术是现代设备的关键,以及军事高技术的重要组成部分。世界各国都高度重视的军事新材料的开发。保持军队前进的一个重要的前提是加快军工新材料技术的发展。钨合金作为一种新材料,属于熔点最高的金属,并且其突出的优点是耐高温,强度大和耐腐蚀,这表现出了其优异的军工性能,尤其是武器的制造。
它主要用于武器制造行业中穿甲弹制造。中国的主战坦克125Ⅱ型的穿甲弹是由钨镍铁为材料,平均性能可以达到拉伸强度1200兆帕,2000米距离穿击600毫米厚的钢装甲的平均击穿指数为15%。目前,钨合金被广泛应用于中小口径高射炮穿甲弹和高速防刺穿材料,这推动了军事工业的发展。
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钨合金的制造工艺
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- 发布于 2014年9月10日 星期三 09:32
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不同的工艺方法可以提供不同属性钨合金制品。对钨合金材料进行铆接,可以得到高抗拉强度和高硬度制品,这一制造工艺生产的钨合金制品主要是应用于军事领域,如钨合金锻棒,穿甲弹,子弹和钨合金碎片。通过烧结,可以得到钨合金块,钨合金球等。有时,为了获得更高的性能,通常会添加一些其他材料的粉末,如钴,钼等。而在海事领域,钨合金被广泛应用于保护涂层或电镀,从而加强抗腐蚀的能力。在二战期间,钨已被用作军事防御的重要材料。
在钨合金制造过程中,可以通过调整某些制造流程,以满足硬度的军事武器配件对物理性能的不同要求,如对极限拉伸强度,屈服强度,伸长率的要求等。如通过粉末处理技术和大变形技术有助于细化晶粒,从而提高钨合金的强韧性和渗透力。
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钨合金的军事应用
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- 发布于 2014年9月10日 星期三 09:12
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钨,在军事应用中,由于其硬度较大,经常被用做生产子弹的材料,如装甲穿透弹。钨合金子弹具有穿透力强,具有较强的破碎性和毁灭性。钨块和钨球经常被用于杀伤性弹药,手榴弹,地雷和火箭,以增强这些军事武器的破坏力。由于它们的硬度和强度,钨合金经常被用于防御与电镀领域。同时,碳化钨和其它合金也可替代铅作为穿甲弹等武器材料,以提高其穿透效力。
钨在军事的另一种广泛用途是在直升机和其他飞机及装甲车辆的一种配重零件。直升机经常使用高比重钨材料来作为转子,垫木等的配重。由于钨合金的高密度和硬度,使其成为配重和防护的重要材料。
如今,各国逐渐将目光转向以钨制品来生产军用子弹,由于其与铅相比无毒无害,对环境友好,而铅已被证明在很多时候对环境的破坏性是不可忽视的。现今,钨已被证明是“干净绿色”的金属,这使得它们备受军事武器领域研究人员的关注,同时有力推动了国际倡导的绿色环保的主题。
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水滴状钨合金渔坠子
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- 发布于 2014年9月10日 星期三 08:45
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水滴状钨合金渔坠子是渔坠子中的一种。由于水滴状钨合金渔坠子体积小,密度大,深受广大垂钓者的青睐。
中国的垂钓者将其形容成吊坠,就是女性戴的吊坠。水滴状钨合金渔坠子以其独特的结构,大大提高了垂钓的成功率。
水滴状钨合金渔坠子上带有一个可旋转的夹子。水滴状钨合金渔坠子材料中不含铅,对环境不会产生破坏。
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制取钨酸钙造成钨损失原因
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- 发布于 2014年9月09日 星期二 17:10
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在制取钨酸钙的生产中,由于工艺条件的调整变化,钨的损失急剧增大,造成钨损失的原因有:
1:强碱性。Na2WO4溶液需经浓盐酸调整pH值为8-9,以便除去铁硅杂质,在这一过程中,特别到弱碱性时,不可避免会发生酸的局部过量,在溶液中生成偏误酸盐,因此在该过程中应控制好溶液酸碱性。
2:盐酸用量。根据产品粒度要求,工艺条件控制为CaCl2溶液pH值为2-3,利用盐酸去调整pH时,加上Na2WO4溶液的存在,难免要产生偏钨酸钠,由于偏钨酸跟的形成,及时多加CaCl2也不会是钨呈钨酸钙沉淀析出,智能生成易溶的偏钨酸钙,因此,应控制好盐酸用量。
3:杂质含量。提纯后的Na2WO4溶液仍价带有少量杂质,如:Si、P、As等,这些杂质和Na2WO4溶液相混,通过加热或酸化,这些杂质作为中心原子与钨作用生成钨的杂多酸,损耗钨的成分。
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影响钨酸钙粒度-搅拌速度
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- 发布于 2014年9月09日 星期二 17:10
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在钨酸钙的制备过程中,搅拌能使CaCl2溶液胶均匀地分散于Na2WO4溶液中,在一般情况下,搅拌会产生一种有道和加速晶核生成的效果。
在一定的搅拌速度范围内,提高搅拌速度能增加固体与液体件的相对运动速度,从而加快晶核长大速度,因此,提高搅拌速度,有利于获得优质晶粒的钨酸钙,但搅拌速度也不易过快,搅拌过快相反还会打碎晶体。实践说明,搅拌速度控制在65r/min为宜。
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影响钨酸钙粒度-杂质含量
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- 发布于 2014年9月09日 星期二 17:08
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钨酸钙的粒度受到杂质含量的影响,为获取令人满意的钨酸钙粒度,必须对粗Na2WO4溶液和CaCl2溶液给予严格的除杂,由于杂质的存在,当Na2WO4与CaCl2作用时,则初始生成的钨酸钙晶核细小,一旦吸附了可能吸附的杂质,就会影响晶体表面的活性,使其成长速度受到抑制,阻碍着晶体的大小。因此,在制备的过程中,应控制含反应物中杂质的含量,以确保获取优质的产品。
表1-1 反应物杂质含量的控制
溶液名称 |
Na2WO4溶液含杂质(g/L) |
CaCl2溶液含杂质(g/L) |
||||
杂质名称 | Mo | Si | Fe | Al | Fe | Si |
杂质控制 | ≤0.006 | ≤0.007 | ≤0.003 | ≤0.003 | ≤0.0005 | ≤0.001 |
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影响钨酸钙粒度-碱度
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- 发布于 2014年9月09日 星期二 17:06
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在合成钨酸钙的过程中,钨酸钙的粒度不仅受到溶液浓度和反应温度的影响,碱度对钨酸钙的粒度也具有一定的影响,且影响力度最大,最明显。在通常情况下合成钨酸钙,为确保钨沉淀完全,必须保持一个适宜的碱度。
一般Na2WO4溶液含碱量在0.3-0.7g/L之间,CaCl2的pH至为8-9,甚至更高,此时钨酸钙母液中WO3的含量不高于0.03-0.1g/L,而钨酸钙的粒度一般只有0.7-0.9μm,松装密度在0.65-0.95g/cm³之间。为了获取适宜颗粒度的钨酸钙,尚且需适当降低Na2WO4和CaCl2这两种反应物的碱度,由于碱度的降低,反应物料粘度下降,分子扩散阻力减小,有利于提高晶核成长速度,从而获得优质的钨酸钙,同时也有利于提高产品的纯度。
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影响钨酸钙粒度-反应温度
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- 发布于 2014年9月09日 星期二 17:06
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在钨酸钙的制备过程中是由Na2WO4和CaCl2溶液为原材料制备而得,其粒度不仅受该溶液浓度的影响,同时也受到反应温度的影响。
表1-1 反应温度对钨酸钙粒度的影响
反应温度(℃) | 30 | 40 | 60 | 85 | 98 |
松装密度(g/cm³) | 0.81 | 0.89 | 0.91 | 0.85 | 0.83 |
从以上表格数据可以看出,反应温度对钨酸钙粒度影响很大,其粒度表现在某一温度区域范围内较粗。此温度区分别向高低两端发展,则钨酸钙的粒度逐渐变细。实践证明为获得粒度较为稳定的钨酸钙,将反应温度控制在40-60℃之间。
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影响钨酸钙粒度-Na2WO4溶液溶度
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- 发布于 2014年9月09日 星期二 17:03
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由于钨酸钙的粒度取决于合成时晶核生成速度和成长速度,而晶核生成速度和成长速度均与溶液过饱和度有关,溶液溶度主要涉及的由Na2WO4与CaCl2溶液,以下主要介绍Na2WO4溶液溶度对钨酸钙粒度的影响,见表1-1。
表1-1 Na2WO4溶液溶度对钨酸钙粒度的影响
Na2WO4溶液密度(g/cm³) | pH |
CaCl2 溶液密度(g/cm³) |
pH | 反应温度(℃) |
松装密度 (g/cm³) |
流动性 |
1.31 | 9.0 | 1.12 | 6.0 | 60 | 0.72 | 很差 |
1.21 | 9.0 | 1.12 | 6.0 | 60 | 0.80 | 较差 |
1.15 | 9.0 | 1.12 | 6.0 | 60 | 1.01 | 较好 |
1.1 | 9.0 | 1.12 | 6.0 | 60 | 1.16 | 好 |
通过以上表格数据可以得出结果,Na2WO4溶度月浓,也就是过饱和度越大,与CaCl2生成的钨酸钙晶核生成速度越快,相对来说,成长速度就慢,易得细晶;而若适当减低Na2WO4溶液的过饱和度,相对来说晶核的生长速度慢,成长速度就快,可制得粗晶。CaCl2溶液的浓度对钨酸钙粒度的影响与Na2WO4溶液相同。
可见,钨酸钙的粒度受到Na2WO4和CaCl2溶液浓度的影响,为获取适宜颗粒度的钨酸钙,应控制好适当的溶液浓度。
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