退火对含铁钨青铜型铌酸盐结构的影响

采用固相法制备含铁钨青铜型铌酸盐Ba4Nd2Fe2Nb8O30,然后对烧结后的陶瓷在氧气和氮气下进行退火,研究退火处理对其结构和铁电性能的影响。退火处理前后Ba4Nd2Fe2Nb8O30样品的XRD图谱如图1所示。图1中所有衍射峰峰位和相对强度都恰好匹配钨青铜相,这意味着形成了钨青铜单相,没有其它杂相。这和Josse的研究有一些不同,他曾经报道有钡铁氧体的形成。用最小二乘法从XRD峰计算的晶胞参数如表1所示。
 
通常,存在氧空位的氧化物陶瓷氧气下退火,氧空位含量将大幅度降低;而在氮气下退火,氧空位含量则将大幅度上升。因此,当Ba4Nd2Fe2Nb8O30陶瓷在氧气和氮气下退火时,其氧空位的含量将相应地降低和上升。氧空位含量的减少将使晶格常数增大,晶胞体积变大;而氧空位含量的增多则使晶格常数减小,晶胞体积变小。所以,当Ba4Nd2Fe2Nb8O30陶瓷分别在氮气和氧气下退火时,晶胞体积相应得变小和变大。
 
铁电性能:图2 给出了未退火和氧气下退火时Ba4Nd2Fe2Nb8O30陶瓷的室温电滞回线。正如介电性能中分析,氮气下退火Ba4Nd2Fe2Nb8O30陶瓷中氧空位含量大幅度增加,电导率下降导致该组样品无法测试到电滞回线。未退火和氧气下退火时Ba4Nd2Fe2Nb8O30陶瓷观测到电滞回线,说明其均具有室温铁电性。相比之下,在氧气气氛下退火的样品铁电性更明显: 剩余极化值较大,矫顽场也较大,且更趋向于饱和。

氧气下退火( a) 和未退火( b) Ba4Nd2Fe2Nb8O30 陶瓷的室温电滞回线
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热化学法制备钨铜合金电极

随着电加工行业技术的飞速发展,对其所使用的电极的性能要求也越来越高。无论是钨含量较高(W质量分数达50%-90%)的高钨型钨铜合金,还是铜含量较高(Cu质量分数达60%-90%)的高铜型钨铜合金,目前主流的生产方法都是混料法和渗铜法。从理论上说,混料法简单方便可以生产出任意配比的钨铜合金。但是这种传统的方法所生产的出的原料粉末颗粒较为粗大,且密度分布不均,这会使得在压制成型和烧结后很难获得组织结构致密的钨铜合金电极。而渗铜法适合于制备含铜量在8%-40%之间的钨铜合金,其通过熔融状态的铜对钨骨架进行熔渗,以达到致密的效果。虽然熔渗法是目前使用范围最广,且制备出的钨铜合金性能较为稳定的工艺方法,但是其也存在着一定的问题,如控制参数较多、孔隙度的控制较难、孔隙分布情况难以判断等。

因此,在近些年来,相关的学者和研究人员围绕着原料的制备和成型工艺进行了进一步的探索。一些新的工艺也逐步发展起来,其中较为有实际效果和可操作性的有:1.预合金化处理:其通过机械和高能球磨的方法使粉末细化甚至微合金化,从而达到增加分体活性以及促进烧结致密化的目的;2.超细颗粒/纳米级粉末:通过加入晶粒长大抑制剂、高能球磨、加入元素以及改变原料形态等方法对粉末进行细化,甚至达到纳米级别;3.热压成型:其是将预先配好的混料装入模腔中,在高温高压下进行快速成型,实现坯块压制与烧结一体化,使之达到致密的效果;4.注射成型法:该工艺适合于结构复杂且体积较小的零件的制备,其所制备的产品组织结构均匀,尺寸精确,但是工艺参数的控制较为复杂、且模具的生产成本较高;5.包覆粉法:以钨包铜粉为主,其将两者的氧化物、化合物或化合溶液掺杂在一起,进行干燥煅烧、还原后制得包覆粉。除此之外,真空烧结、微波烧结、活化烧结、等离子弧焊烧结等工艺都有各自的优点及适用范围。这里我们主要介绍通过热化学法生产包覆粉的工艺。

以生产W-25Cu钨铜合金电极为例,原料为三氧化钨以及氧化铜,将二者的粉料按一定比例均匀混合、过筛,在煅烧炉中煅烧2h,还原后制得包覆粉。最后在一定的压力下进行压制成型并送入马弗炉中烧结。在检测的过程中,用阿基米德法测定密度;用扫描电子显微镜观察粉末和合金断口形貌;用拉伸机测定抗拉强度;用电桥法测定电导率;用X-ray能谱分析仪分析其成分;用激光透射法测定粉末粒度分布。在煅烧过程中,两种氧化物发生化学反应,W原子和Cu原子发生键合作用生成钨酸铜(CuWO4)。从微观的角度分析,Cu还原时紧随着W原子析出,从而形成钨包铜的细颗粒粉末,且颗粒大小相接近。细颗粒的表面能较大能够促进烧结致密化。从断口形貌上看,相比于其他工艺所制备的钨铜合金电极只有沿晶断裂的现象,其自然拉伸断口呈现明显的穿晶断裂现象。这是由于烧结时颗粒表面的钨粉发生相互焊合与重排,且结晶较为完全,进而形成牢固的钨网状骨架,极大地提升了钨铜合金电极内部的组织结构强度。而对于钨铜电极材料来说,其抗拉或抗弯强度以及电导率是两个极为重要的性能表征。钨包铜复合粉压坯在烧结过程中可以是钨和铜两相分布均匀,而均匀的组织有利于在通电过程中有效加大传导电子的平均运行速度,从而显著增强钨铜合金电极的导电性能。

钨铜合金电极

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再生WO3 脱硝催化剂——气泡流动装置法

WO3脱硝催化剂三氧化钨脱硝催化剂运行过程中因飞散灰的毒化和固体物的沉积等而部分或全部失活,在经过一定的时间(大约2〜5年)后,其寿命将会结束,因此,需要对其进行再生或者作废处理。采用气泡流动装置(Air Lift Loop Reactor:气升式环流反应器),能够通过恢复因火力发电厂的燃烧过程产生的飞散灰的重金属成分的毒化和固体物的沉积等而被污染的、活性度大大降低的蜂窝型SCR催化剂的活性到污染前的活性度以上。
 
蜂窝型SCR催化剂大部分以二氧化钛作为载体,其主要活性成分为钒 (1〜3% )和钨(10〜20% )作的有机物和无机物结合剂。实验采用硫酸、钒酸铵以及仲钨酸铵溶液,通过气泡流动装置对催化剂进行再生。
 
1.将失活的三氧化钨脱硝催化剂安装在气泡流动装置中,采用常温纯水制造的硫酸、钒酸铵以及仲钨酸铵溶液的混合液对其进行洗涤约60分钟;
2.将洗涤后的催化剂在200°C的高温空气下进行干燥;
3.煅烧,得到再生的三氧化钨脱硝催化剂。
 
备注:
1.当活性成分五氧化二钒的重量低于1.0%以下时,其NOx的去除率非常低;而在其重量达到10%及以上时,在400°C以上的温度时,其NOx的去除率急速下降,并促进了二氧化硫的氧化反应,故而,应将其含量控制在1.0〜10%,以此来选择合适浓度的钒酸铵溶液。
2.活性成分钨的重量在20%以上时,会促进二氧化硫的氧化反应,且其价格十分昂贵,故而,从经济方面入手选择合适浓度的仲钨酸铵溶液。
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柴油车尾气WO3脱硝催化剂

柴油车尾气WO3脱硝催化剂氧化物的催化剂主要以钒系列催化剂为主,添加三氧化钨等活性助剂,这类催化剂在300-400 °C的温度区间内具有高的NOx脱除效率,且具有优异的稳定性。柴油车尾气的催化剂过去主要是贵金属催化剂,但其应用因成本较高受到了限制。有发明指出一种具有较高催化活性、较宽的温度窗口,且适用于柴油车尾气脱硝的三氧化钨SCR脱硝催化剂的制备方法,步骤如下:
 
1.将二氧化钛载体在300-400°C焙烧2-5小时;
2.制备活性组分溶液:将偏钒酸铵和偏钨酸铵溶解于去离子水中,再加入适量草酸溶液,搅拌均匀,得到催化剂活性组分溶液;
3.浸渍法负载活性组分:将焙烧后的载体浸渍在步骤2所制得的活性组分溶液中;
4.自然干燥步骤3所得的负载活性组分的催化剂,而后转入80-120°C条件下干燥8-12小时;
5.在300-600°C下焙烧干燥后的催化剂,时间2~5小时,升温至680-800 °C焙烧2~5小时,得到适用于柴油车尾气脱硝的三氧化钨催化剂。
备注:其中载体为二氧化钛,占催化剂质量百分比的90-99. 5%;主要活性组分为五氧化二钒,占催化剂质量百分的0.5-10%;助剂为三氧化钨,占催化剂质量百分比的0.5-10%。
 
这种催化剂的制备方法通过改变制备工艺,不引入任何化学试剂,而是改变焙烧温度,改善了催化剂活性组分在载体表面的分布状况,操作简便,重复性好,易于对现有催化剂进行大规模的优化、改性。
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钨飞镖的保养方法

有的人说飞镖运动是一项趣味运动,有的人说飞镖运动是一项优雅的运动,而也有人说飞镖运动是一项有深度的运动…但不管它是一项什么运动,我们能知道的是,它正在世界各地流行着,并成为时尚和品味的代名词。飞镖作为飞镖运动的核心器材,其性能也越来越受到人们的关注。钨飞镖在飞镖中的地位就如同拉菲在红酒中的地位一般。它以钨合金为原材料制造而成,因而具有钨合金的高密度特性,可实现小体积高重量的理想状态,因而也具有更好的稳定性和可操作性。它的耐腐蚀、耐磨损特性使其具有很长的使用寿命,不被运动员的汗渍所腐蚀。虽然钨飞镖具有耐腐蚀、耐磨损等诸多优点,但一套好的保养方式可以更好地维持它的使用性能,也能被更长久地使用。
 
1、镖尖的保养。硬式钨飞镖的镖尖为钢制的,长期投掷会变钝从而对镖盘造成损坏,应当定期用油石磨刀将其磨尖。在投镖区域的地板上应当铺设有地毯之类的缓冲物以减少钨飞镖镖尖与地板的互相损坏。
 
2、镖身的保养。钨飞镖的镖身包括镖筒和镖杆,其中镖杆更容易损坏。因此在平时使用中应注意对钨飞镖的检查,倘若发生损坏应当及时更换,每次使用过后都尽量将其收于飞镖包中保存。
 
3、镖翼的保养。镖翼是一支钨飞镖中最容易损坏的结构,通常镖翼都以塑料、尼龙、涤纶甚至羽毛等材料制成,尼龙镖翼的耐用度相对较高。在平时使用中不将钨飞镖与其他重物放在一起以免压坏镖翼,不使用的时候也最好是将其收入飞镖包中。
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