偏钨酸铵制备纳米级钨酸锆空心球

立方相钨酸锆是目前负热膨胀材料研究的热点之一,具有负膨胀效应温度范围最宽、负膨胀系数高并保持各向同性等优良性质,可与正膨胀材料复合成零膨胀或低膨胀材料,应用于器件是在极大温度转化条件下使用的航空航天领域。钨酸锆的制备方法主要有固相烧结法、溶胶-凝胶法、燃烧法、化学共沉淀法和微波法等,但是这些方法制备的钨酸锆颗粒或晶须不规则,在一些特定领域无法使用,如航空航天。

偏钨酸铵晶体粉末图片纳米级钨酸锆空心球分子结构图
 
有发明指出一种以偏钨酸铵(AMT)、氧氯化锆为原料,通过水热合成法制备纳米级钨酸锆空心球的方法,其步骤为:
1. 按照钨酸锆(ZrW2O8)的化学计量比分别称取氧氯化锆和偏钨酸铵,并分别配制成氧氯化锆水溶液和偏钨酸铵水溶液;
2. 在搅拌状态下将氧氯化锆水溶液加入到偏钨酸铵水溶液,继续搅拌,并在60~70℃预热,然后加入盐酸溶液;
3. 持续搅拌,并加热至80~100℃,保温适当时间,得到钨酸锆前驱体悬浊液;
4. 将钨酸锆前驱体悬浊液在170~190℃下进行水热反应后,冷却,收集沉淀并洗涤除去氯离子(Cl-)后,烘干,在800~1000℃下进行煅烧,得到纳米级钨酸锆空心球。
 
这种采用偏钨酸铵为原料,通过水热法制备钨酸锆,因为水热合成法是能够真正实现低温合成钨酸锆粉体,有效缩短前驱体合成时间,控制晶体生长方向;因而,所制得的纳米级钨酸锆空心球具有粒径均一、负膨胀性能良好、密度较低的优势,在航空航天领域有巨大的应用潜力。
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2016年11月29日偏钨酸铵最新价格

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产地

品名

WO3含量

价格

涨跌(元)

中国

偏钨酸铵

≥91.4%

185,500-235,500(元/吨)

-

偏钨酸铵照片

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2016年11月25日偏钨酸铵最新价格

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砷掺杂偏钨酸铵制备纳米钨粉

砷掺杂偏钨酸铵图片砷掺杂偏钨酸铵(AMT)是将偏钨酸铵加入到单质砷的硝酸溶液中,通过搅拌、烘干、研磨而成的,是制备纳米钨粉的优良原材料。纳米钨粉是指钨粉中颗粒细到纳米级别的粉末,目前国内外制备纳米钨粉的传统方法是氧化钨粉还原法,其中还原法有氢还原法和碳还原法两种;随着纳米材料的出现,纳米钨粉的制备新方法也不断涌现,如高能球磨法、气体蒸发法、等离子体法、自蔓延高温还原法、熔盐电解法等。
 
有研究采用偏钨酸铵为原料,通过掺杂工艺获得砷掺杂偏钨酸铵,再制备纳米钨粉,其工艺过程如下:
1. 制备砷掺杂偏钨酸铵前驱体复合粉末
将一定量的单质砷溶于一定浓度的硝酸溶液中的,待砷完全溶解后,再将偏钨酸铵加入到单质砷的硝酸溶液中,控制原料中砷的含量;电动搅拌使原料混合均匀后,置于烘箱内于70~90°C下烘干8~10h,然后,经研磨制得砷掺杂偏钨酸铵前驱体复合粉末。
2. 砷掺杂偏钨酸铵焙烧制备黄色三氧化钨粉末
将制备的砷掺杂偏钨酸铵前驱体复合粉末置于箱式电阻炉中,在空气气氛下进行焙烧,焙烧温度为580~620°C,保温时间为2~3h,制备出黄色三氧化钨粉末。
3. 还原黄色三氧化钨粉末制备纳米钨粉
将制得的黄色三氧化钨粉末放入管式气氛炉中,通入氢气进行还原,升温速率为5°C/min,还原温度为780~820°C,保温时间为3~4h,制备出纳米钨粉。
 
这种以偏钨酸铵为原料掺杂砷而制备的纳米钨粉分散性好,并且粒度分布均匀,有效地推进了纳米晶WC-Co硬质合金的发展与应用。
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偏钨酸铵制备紫色氧化钨晶须

偏钨酸铵(AMT)是钨冶金工业中的重要化合物,是制备氧化钨的重要原材料,如三氧化钨(WO3)、紫色氧化钨(WO2.72或W18O49)等。紫色氧化钨晶须是由高纯度紫钨单晶生长而成的微纳米级的短纤维,其机械强度等于邻接原子间力产生的强度。W18O49晶须的高度取向结构不仅使其具有高强度、高模量和高伸长率,而且还具有电、光、磁、介电、导电、超导电性质。
 
有研究指出一种采用偏钨酸铵为原料,以同轴静电纺丝法制备紫色氧化钨晶须的工艺过程,其步骤如下:
1. 将2ml饱和偏钨酸铵溶液与12%的PVA溶液按一定比例混合,制备得到静电纺丝最佳纺丝液;
2. 将得到的最佳静电纺丝液注入10ml注射器中,装于注射泵上,进行单管电纺实验。在纺丝过程中,溶剂在空气中部分挥发,形成偏钨酸铵/PVA复合纤维;
3. 将得到的偏钨酸铵/PVA复合纤维在空气中锻烧除去溶剂及基体PVA,同时偏钨酸铵受热分解,得到WO3一维纳米纤维;
4. 将得到的WO3一维纳米纤维经过一定的热处理过程使晶型及形貌转变,并与未经过静电纺丝的WO3粉末相比较,获得W18O49晶须。
偏钨酸铵制备紫色氧化钨的流程图
研究表明,800°C是形成紫色氧化钨晶须的适宜温度,并且,所制得的W18O49晶须纳米棒长短不一;另外,透射电镜图(TEM)、SEM、XRD及SAED图可以观察到W18O49晶须相互之间独立生长,表面光滑,具有纳米级别的直径和微米级的长度,长径比很大,直径主要分布在170nm-250nm之间,长度主要集中在2-3μm之间,长径比主要在10-17之间,因而具有相应独特的一些宏观性能。
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