碳化钨氮化物转化法

碳化钨(WC)是过渡金属碳化物中最重要的材料之一,是制作硬质合金最常用的材料,以纳米级的WC粉末为基础原料制备的纳米晶硬质合金更是近年来发展起来的一种工具材料,其性能比常规硬质合金显著提高。

碳化钨氮化物转化法图片

由于与普通粉体相比,碳化钨纳米粉体具有粒径小、比表面积大、反应活性高等优点,在化工合成、燃料电池等领域具有显著的优势。因此,研究一种制备高质量的单相碳化钨纳米粉体的方法将具有非常重要的意义。

有学者提供一种基于氮化物转化法制备碳化钨纳米粉体的方法,具体包括如下步骤:

称取10mmol偏钨酸铵和50mmol柠檬酸,溶于100ml去离子水中,得到澄清混合溶液;在70℃的水浴中进行络合反应5小时;过滤,在120℃干燥12小时,得到氧化钨前驱体;在650℃空气气氛下煅烧3小时,得到WO3粉体。

将上述WO3粉体置于管式炉中,通氨气氮化,氨气流量控制在3L/min,温度为700℃,升温速率为2℃/min,保温2小时,得到W2N粉体。

将得到的氮化钨粉体10克与0.62g碳黑混合,以乙醇为溶剂、碳化钨球为球磨介质,在辊式球磨机上混合24小时,旋转蒸发干燥,得到W2N/C混合粉体,将W2N/C混合粉体置于石墨坩埚内,在碳管炉中,气压低于200Pa的条件下,加热至1100℃并保温3小时,即得到WC纳米粉体,平均粒径为120nm。

采用氮化物转化法,不仅原料价廉易得,而且大大降低了合成温度,降低了原料成本和能耗,而且制备工艺简单、实用,可操控性强,容易实现规模化生产。

 

 

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