钨新闻

低温热处理三氧化钨电致变色薄膜

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年7月07日星期四 18:17; 作者：chunyan; 点击数：825

电致变色薄膜的材料包括各种有机和无机化合物，其中，三氧化钨是无机电致变色材料的典型代表，对其的研究也是最多的；它的主要制备方法有真空热蒸法、电子束蒸法、溅射、气相沉积、电沉积和溶胶-凝胶法等。电致变色是指材料的光学属性（反射率、透过率、吸收率等）在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。

电致变色薄膜经过一定温度的热处理可以提高其粘附性和循环使用寿命，如电子束蒸法需500°C、热蒸法需350°C、溅射法需200~300°C等；然而，高温热处理往往会影响薄膜的响应时间和变色幅度。为此，研究一种低温热处理技术制备三氧化钨电致变色薄膜能够更好的提升薄膜的性能。

有研究采用溶胶-凝胶法，以钨酸钠为原料，经离子交换得到钨酸溶液，另外加入乙醇和聚乙烯醇（PVA）等添加剂，制得了性能优越的三氧化钨电致变色薄膜。这种薄膜为无色透明的，着色后呈蓝色，颜色均匀。研究表明，这种薄膜只需要很低的热处理温度（75°C）、极低的驱动电压（-1~+1V），并且完全着色和褪色时间只需要几秒钟。另外，测试结果显示，通电后薄膜颜色变化明显，且具有良好的可控性；薄膜在水溶液中经过连续的着色-褪色过程，仍保持稳定的状态，可见其性能优越。

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真空镀膜加热器的选择——钨加热子

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年7月07日星期四 16:42; 作者：xuejiao; 点击数：720

真空镀膜是现代新科技应用极广的一门尖端技术，也是高等院校“近代物理试验”中科研、应用的一个重要课题。作为实验教学，传统的常规办法是利用难熔金属也就是熔点最高的钨（熔点为3380℃）和钼（熔点为2620℃）作为加热元件。被镀的金属一般选用熔点较低的银（熔点为960℃）和金（熔点为1063℃）。为了确保镀膜的质量，一般选用高纯度的金和银，但是公用购买金银需要经过公安部门审批，而且价格很贵。所以才镀膜材料的选择上，需要考虑到方方面面的问题。

钨加热子经过实验证明，不管用钨杆还是钨舟做加热器，或者是钼杆还是钼舟作加热器，铝从预热到熔化，当铝发红刚要熔化的时候，钨杆、钨舟或钼杆、钼舟在温度最高处会发生脆裂而使镀膜电流中断，镀膜失败。用钨杆或钨舟作为加热器镀铜的时候恰当控制加热温度可以镀膜成功，但是成功率很低，用钼杆或钼舟作加热器镀铜，则成功率可达95%，所以结论是，用镀铝膜需要用钨作加热器，镀铜宜选金属钼作加热器。

钨和钼都是难熔金属，且具有优异的高温强度和耐酸蚀能力，是军事工业和化学工业的重要材料。但是，在使用中有两个问题必须要考虑到的是钨和钼的“冷脆性”和在高温下与周围气体发生激烈的作用。就是因为这两个问题极大限制了钨加热子镀铝膜的应用。

因此，真空镀膜必须注意以下几点：

1.加热器材料和被镀金属的选择；
2.尽可能提高镀膜室的真空度（1×10^-4mmHG~1×10^-5mmHG）；
3.镀膜前镀膜室必须长时间烘烤（30~45分钟）；
4.采用轰击棒低真空下长时间轰击（20~30分钟），以上措施均为清除镀膜室内各种杂离子及其他气体分子；
5.控制预热温度，把握镀膜时间，实现理想镀膜。

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钨粉用于WO3纳米薄膜

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年7月07日星期四 15:52; 作者：xinyi; 点击数：854

WO₃薄膜极好的变色特性已越来越引起人们的广泛关注。这种材料通过电子与小阳离子(H⁺、Li⁺、Na⁺和K⁺等)双重注入、紫外光子辐照、气体分子吸附等，会发生光学、电学等特性的显著变化，因此可作为电致变色、光致变色、气致变色、气体传感、智能伪装等器件的核心材料，在建筑与汽车的节能、信息显示与储存、环境监控、食品工业、军事等方面具有极大的应用前景。

至今人们已对WO₃薄膜的电致变色特性进行了广泛而深入的研究，尤其在WO₃薄膜性能的优化方面。近年来研究表明，纳米结构的WO₃薄膜可突破传统结构WO₃薄膜的性能，使得薄膜的特性明显提高。采用纳米晶结构WO₃薄膜作为传感器，灵敏度能显著提高；作为光致变色材料，致色效应更强，并且致色峰蓝移；采用纳米多孔WO₃薄膜作为电致和气致变色器件，致色响应速度更快，大面积致色更加均匀。因此，纳米结构的WO₃薄膜为制备性能更优良的致色、气体传感、智能伪装材料等提供了新的途径。目前大多采用特殊的溅射技术、高压反应气体沉积等技术制备纳米结构WO₃薄膜，但工艺控制复杂，制造成本高，薄膜纯度低。采用电化学沉积技术则可以低成本、大面积制备出纳米结构WO₃薄膜，但是薄膜生长速率很慢，薄膜很易产生裂纹。另一方面，溶胶-凝胶技术可以裁剪纳米颗粒微结构．从而控制薄膜的特性，不仅能制备出纳米晶氧化物薄膜，而且能制备出纳米多孔材料，并且制备方法简单、成本低，便于工业化生产。目前溶胶·凝胶技术制备WO₃薄膜有离子交换法、钨酸盐酸化法和钨粉过氧化聚钨酸法等方法。离子交换法工艺较为复杂而且溶胶不稳定，易于形成凝胶，未交换完全的金属离子对薄膜性能影响较大；钨酸盐酸化法工艺过程控制困难，易于形成沉淀；而以钨粉为原料，同过氧化氢反应制备WO₃薄膜，工艺过程简单易控，而且形成的溶胶稳定，适合于镀膜。

WO₃薄膜具有很好的气致变色特性。致色较退色慢，致色响应时间短于60s，而退色响应时间短于20s，并且致色态与退色态透射率相差很大。图给出了经100℃热处理的WO₃薄膜气致变色前后可见光区透射光谱的变化。可以发现致色时平均透射率低于10%，而退色时平均透射率则高于70%，平均透射率变化超过60%，550nm处变化达65%以上，具有很好的光谱调控性能。

经过400℃热处理的WO₃薄膜气致变色性能降低。特别是致退色响应速度变慢。这种现象在电、气致变色的WO₃薄膜中均发现过，这主要由薄膜的结构变化引起的。通常非晶WO₃薄膜具有较晶态更好的致色特性，而多孔WO₃薄膜能够提高离子、氢原子的扩散速率，提高致色响应速度。从前面薄膜折射率的变化、SEM和XRD分析可发现．100℃热处理的薄膜由纳米颗粒构成，孔隙率较高(为41.5% )，而且为非晶结构，H扩散通道舒畅；而400℃热处理的薄膜孔隙率明显较低．仅为25.0% ，薄膜比较致密．而且具有晶态结构．这样就降低了薄膜的致色特性。

WO₃薄膜的这种气致变色效应主要涉及了3个反应步骤：首先氢分子在催化剂Pt表面化学吸附、分解；然后H沿着薄膜孔洞扩散、迁移；最后同WO₃反应，形成钨青铜结构。致色机理基本相同于电致变色，H扩散到WO₃薄膜中，同WO₃反应形成了极化子，极化子从一个晶格(W⁺⁵)向另一个晶格(W⁺⁵)的“跳跃”导致了光吸收，从而产生了气致变色。

采用钨粉过氧化形成聚钨酸法制备WO₃纳米薄膜，研究旋转镀膜速度、热处理对薄膜的折射率、厚度、晶态结构、红外吸收等特性的影响，然后原位研究WO₃纳米薄膜的气致变色特性。采用钨粉过氧化形成聚钨酸法，能制备出气致变色性能很好的WO₃纳米结构薄膜。热处理使得薄膜致密．折射率增大，厚度减小，薄膜结晶；随着过氧键消失，WO₃微结构发生了变化，共角W-O-W键吸收越来越强，且向高波数方向移动。这些变化归因于热处理导致的WO₃颗粒形状、团聚状态的变化以及应变键的产生。WO₃纳米薄膜致色态与退色态之间平均可见光透射率变化超过60%。致色机理在于H扩散到WO₃薄膜中产生的小极化子吸收。

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加热器材料用钨（钨加热子）和钼的对比

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年7月07日星期四 16:37; 作者：xuejiao; 点击数：1202

常见金属中熔点最低的有锡（232℃）、铅（327℃）、镁（651℃）、锌（419℃）、锑（630℃）、铝（660℃）、铜（1083℃）等，然而锡在低温时（0℃以下）会自毁；铅质软，强度不高，无金属光泽镁、锌化学性质活泼，即在通常情况下易与非金属起化学反应而变质。锑性脆，且受热易挥发。总之，均无镀膜价值。而铝和铜都具有人所喜爱的金属光泽，又稳定性高，价格低廉，且随手可得。从镀膜质量及材料的来源考虑，铝和铜是“最理想”的镀膜材料。

钨加热子钨和钼在高温下容易被氧化，这是决定它们作为高温结构材料运用前途的关键性问题。“镀膜机”的镀膜室中虽然是“真空”，但这仅是对大气而言，并非毫无空气分子且镀膜空中最难排除的是水分子及附着在镀膜室中的其他气体分子，如氮、氯、澳等。由于每次清洗镀膜室均要用到酒精和乙醚，这就更增加了排除镀膜室的水分子和附着气体分子的难度了。

钼在低于300℃条件下，相对稳定，超过的话就会在表面生成蓝色的氧化膜，高于500℃的话，生成的氧化膜会挥发，温度越高，挥发的速度就越快，超过700℃时形成MoO₃白烟。

钨加热子中的钨在400~500℃条件下，在空气中开始氧化，600℃以上，表面形成WO₃薄膜，由于WO₃比容大于基体，所以在达到这一温度后会产生龟裂，使氧化速度显著增加，超过900℃，WO₃挥发，金属以更快的速度氧化。

所以，选用钨或钼作为加热器材料应该根据被镀材料来决定，并且要恰当控制温度。

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钨铜电子封装材料—高温模锻

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2016年7月07日星期四 15:14; 作者：xiaobin; 点击数：708

钨铜电子封装材料不但具有高密度、高强度、高熔点以及优良的耐磨耐蚀性，还具有极高的耐热性和导电导热性能，并且具有与芯片和陶瓷相匹配的热膨胀系数和线膨胀系数，在射频、微波、光通信领域等一些大功率电子元器件方面具有广泛的运用前景。但是采用普通的粉末冶金熔渗法制备的钨铜电子封装材料，再渗铜后不可避免地会存在一些孔隙缺陷，电子封装材料的气密性产生不利影响。高温模锻工艺是将传统粉末冶金工艺与高温锻造有机结合起来的一种新型工艺，其是将烧结后的预成型坯加热后，在闭式模腔中进行锻造。它不但能够有效减少产品的切削量，又能够使粉末冶金产品有效致密化，改善其组织，综合性能得到提高。

从微观组织上看，经过高温模锻后的钨铜复合材料没有出现直径较大的铜富集区，铜相分布较为均匀。同时钨颗粒之间结合得更加紧密，产品致密度得到了大幅提升。另外，在经历2次锻造后，钨铜复合材料的微观组织变化并不明显，此时表明了样品内部的变形阻力和锻造压力相当，样品内部不再产生明显的变形和错位。经过高温模锻，钨铜材料内部的孔隙减少，致密度增加，气密性和物理性能得到明显提高。经过超声波扫描分析可以发现未锻造样品内部存在许多微小孔洞，而锻造后几乎不存在白色圆点。另一方面，钨铜材料的加工经过高温模锻后内部不产生裂纹，较大的孔隙也逐渐缩小甚至消失，从而提高钨铜材料的致密度，钨铜的组织均匀性进一步提高。

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