球形鎢粉製備

鎢具有高硬度、高強度、低蒸汽壓、良好的耐蝕性和高溫耐蝕性等一系列優異性能。用其製成的鎢多孔體具有特別優良的尺寸穩定性和耐久的壽命，已越來越廣泛用於電子、航空、武器等應用領域中。隨著電子、航空領域的發展，對鎢材料提出了球形緻密微細化的形貌結構要求。

在電子領域，例如製備電真空器件用高發射率的鎢基陰極材料時，為了滿足儲備式陰極材料品質性能的更高要求，應使用比目前使用的多角形鎢粉具有細微性組成更窄，顆粒表面更圓滑的鎢粉作原料，因為採用球形緻密鎢粉製備的多孔鎢基體可以為發射物質鋇提供充足的儲存空間和遷移通道，這樣就可以有效地提高發射電流密度，提升整個陰極元件的性能。

在熱噴塗領域，緻密球形粉體是形成均勻塗層的基礎，球形鎢粉因其流動性好, 得到的塗層更均勻、緻密，同時細微化的粉體可以獲得更加緻密的塗層，提高塗層的耐磨性和耐熱性能；在粉末冶金工藝中,用球形鎢粉做成的粉末冶金壓坯在一方面燒結過程中收縮非常均勻,可實現良好的尺寸控制，用球形鎢粉製造的火箭噴嘴襯套,在熱應力下具有良好的抗斷裂性和抗腐蝕性。我國作為鎢資源大國, 研究開發高性能球形鎢粉對發揮我國優勢資源, 促進我國材料工業的發展具有十分重要的意義。

目前能成功球形鎢粉的製備方法主要有：1、等離子體化學氣相合成法， 2、等離子球化法， 3、 鎢酸鹽沉澱還原法，上述方法對設備的要求極高，成本也較高或者生產環境的污染嚴重，同時製備出的球形鎢粉的粒徑分佈局限在1.2~2.8微米。

近來，有學者提出一種形狀分佈均勻性好，工藝簡單，生產成本較低且適於工業化生產的近球形鎢粉的製備方法。其具體步驟如下：

1.將鎢粉放置在50～100℃下乾燥至含水率為1%以下；

2.將經過乾燥處理的鎢粉在450～520℃氧化處理，當氧化增重為8～11g/100g時冷至室溫；

3.將乾燥的粉末加入到OH-濃度為3～8mol/L 的鹼性溶液中，粉末與溶液的比例為1g：5ml～1g：15ml，反應溫度為70～100℃，然後靜置至溶液呈透明及沉澱顏色與原始鎢粉顏色一致，除去上層清液；

4.用去離子水對堿洗粉末進行清洗，粉末與去離子水的比例為1g/25ml～1g/50ml，再用酒精清洗，粉末與酒精比例為1g/25ml～1g/50ml；

5.將經過上述清洗的粉末在惰性氣氛保護下乾燥，乾燥溫度為50～100℃，直至含水率降至1%以下，製成近球形鎢粉，細微性分佈在2到5μm之間。

將經過乾燥處理的鎢粉進行氧化處理，由於鎢粉突出部分尖角和棱邊處比表面積大，活性較大，在氧化過程中的氧化速率會明顯高於平坦的表面。將這些局部優先重氧化的突出部分（尖角）尖角和棱邊用堿液洗去後，便形成了比原鎢粉顆粒表面更圓滑的近球形顆粒。這種方法所製備的近球形鎢粉具有形狀分佈均勻性好的優點，同時本發明方法還有工藝簡單，生產成本較低且適於工業化生產的有益效果。

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