水煤浆是70年代兴起的新型煤基液体燃料，由65%的煤、34%的水和1%的化学添加剂，经过一定的工艺流程加工而成，其灰分及含硫量低，燃烧时火焰中心温度较低，燃烧效率高，烟尘、SO₂及NOX排放量都低于燃油和燃煤。许多国家基于长期的能源战略考虑，将其作为以煤代油的燃料技术进行研究、开发和储备，且已实现商业化使用。而硬质合金水煤浆喷嘴则是水煤浆燃烧器的重要组成部分，为了使水煤浆燃料能得到有效燃烧，关键是要实现燃料雾化良好。

根据燃料的性质以及对于雾化质量的要求不同，所采用的喷嘴形式也不尽相同。按照喷嘴雾化的形式来分可分为气力式、机械式、旋杯式以及超声波式。其结构的合理性决定了水煤浆的雾化效果，其材料的抗磨、抗热冲击性能则决定喷嘴的使用寿命，并直接影响水煤浆应用的经济性和安全性。水煤浆喷嘴材料通常有金属材料、硬质合金材料和陶瓷材料。根据以往对煤磨损试验结果，当材料硬度Hm＞1.56Ha（杂质硬度）时，即软磨料磨损，磨损量小，即Hm＞2030（Hv）。水煤浆喷嘴材料选择有几种：金属材料、硬质合金、陶瓷等。

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高密度钨合金是一种以W为基体，同时加入少量的Ni，Fe等元素组成的合金。由于其具有高密度、高辐射屏蔽能力、无毒环保性、较好的强度与韧性配合成为制造辐射屏蔽件的理想材料，在核工业及核医疗中有广泛的应用。静液挤压技术是一种先进的变形加工工艺，特别是在脆性材料变形强化方面具有很大潜在优势。钨合金经静液挤压后其变形强化效果是非常明显的。和通常的钨合金变形强化工艺即旋锻工艺相比，静液挤压工艺对钨合金变形强化的优势主要体现在两个方面，其一是在变形量相同的条件下，静液挤压后钨合金的强度要高于经旋锻处理后钨合金的强度；其二是在静液挤压工艺下，特别是合理地选择挤压工艺参数后，钨合金的变形能力相对而言得到了很大幅度的提高，即对静液挤压工艺而言，仅一次挤压就能使钨合金获得60%~80%的变形量；而锻造工艺，当一次变形量超过20%时废品率就会大大提升。因此，静液挤压工艺是钨合金目前最为有效的变形强化工艺。

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高密度钨合金是一种以W为基体，同时加入少量的Ni，Fe等元素组成的合金。由于钨合金的高密度、高辐射屏蔽能力及环保无毒性，常被制造成钨合金屏蔽件广泛应用于医疗及工业当中。静液挤压工艺相比与旋锻工艺是钨合金屏蔽件目前较为有效的变形强化工艺。如表1所示为静液挤压与旋锻93W合金的力学性能数据，表2所示为静液挤压变形量与合金的动态抗拉强度、静态抗拉强度、延展率之间的关系曲线。

在变形量基本相同的条件下，精液挤压工艺对钨合金的变形强化效果明显好于旋锻工艺。静液挤压后钨合金的静态抗拉强度、动态抗拉轻度、动态抗压强度均高于旋锻钨合金；而静液挤压钨合金的延伸率要高于旋锻钨合金；同时其硬度变化梯度较小，这表明钨合金在静液挤压时，钨合金的微观组织变形均匀，同时钨颗粒与粘结相中产生的微观损伤较少，从而使得其变形强化效果强于普通的旋锻工艺。

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以下为稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上装换性能的研究总结。

本课题采用高温固相法分别制备了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺、Zn_0.1Ca_0.9WO：Tm³⁺/Yb³⁺及Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶，对其进行结构表征及发光性能研究，具体结论如下： 

(1) 确定了Zn_xCa_（1-x）WO₄多晶的最佳基质成分为Zn_0.1Ca_0.9WO₄，即锌钙比为1:9；通过高温固相法合成Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶的最佳工艺条件为烧结温度1000℃，烧结时间3h。XRD测试表明稀土离子的掺杂并没有改变Zn_0.1Ca_0.9WO₄基质的晶格结构。随着稀土离子浓度的增加，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶和Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Tm³⁺/Yb³⁺多晶紫外吸收边均先红移后蓝移，说明稀土离子浓度过大会使晶格内部能量增加，阻碍自由电子跃迁，不利于上转换发光。 

(2) Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶在545nm和659nm处有明显的绿光和红光发射峰，分别对应Ho³⁺离子的⁵S₂,⁵F₄→⁵I₈和⁵F₅→⁵I₈能级跃迁。固定Yb³⁺离子浓度为4mol%时，随着Ho³⁺离子浓度的增加上转换发光强度先增大后减小，当Ho³⁺离子浓度为0.4mol%时上转换发光强度最强。Ho3+离子浓度对红绿光比例影响显著，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：1.0mol%Ho³⁺/4mol%Yb³⁺多晶的红绿光比例接近1:1。通过荧光寿命分析，绿光和红光的衰减时间分别为67µs和106µs。功率曲线测试表明上转换绿光和红光均为两光子能量传递过程。 

(3) Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Tm³⁺/Yb³⁺多晶在475nm处有明显的蓝光发射峰，在650nm处有微弱的红光发射峰，分别对应Tm³⁺离子的¹G₄→³H₆和¹G₄→³F₄能级跃迁。固定Tm³⁺离子浓度为2mol%时，随着Yb³⁺离子浓度的增加上转换发光强度先增大后减小，当Yb³⁺离子浓度为6mol%时上转换发光强度最强。Yb³⁺离子浓度对蓝红光比例影响显著，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：2mol%Tm³⁺/5mol%Yb³⁺多晶的蓝红光比例最大。通过荧光寿命分析，蓝光衰减时间为82µs。功率曲线测试表明上转换蓝光以三光子能量传递过程为主。 

(4) 通过无相互作用正交实验制备了一系列Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶并对其发光性能进行研究。结果表明适当降低Tm³⁺离子浓度有利于上转换三色光强度的增加；减小Ho3+离子浓度能使上转换绿光强度降低，红光和蓝光强度增加，有利于调节蓝绿红三色光比例。随着泵浦功率的增加上转换蓝绿红三色光发光强度均有不同程度的增加，但同时三色光比例变大。 

(5) 在正交实验结果的基础上制备了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：0.6mol%Ho³⁺/0.5mol%Tm³⁺/4mol%Yb³⁺样品，上转换发光测试结果表明蓝绿红三色光比例接近1:1:1，CIE坐标计算结果为(0.35,0.37)，在白光区域范围内。功率曲线测试结果表明上转换蓝光主要为三光子能量传递过程，上转换绿光为两光子能量传递过程，上转换红光同时存在两光子和三光子能量传递过程。

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