纳米氧化铝包覆钨粉复合材料制取

高强、高韧、高硬、轻质、耐高温、耐腐蚀磨损是高性能结构材料的主要发展方向。 钨以其优异的耐高温，高强度硬度等特性在许多领域都是不可替代的关键材料，尤其在国防军工、航空航天领域中更有其特殊的地位。

和纯钨相比，形成的氧化铝包覆钨及钨合金能极大的增加钨的强度，细化晶粒，减少颗粒粒径，增加材料韧性及抗拉强度等力学性能。

目前制备氧化铝包覆钨粉的方法主要是机械合金法，但其也存在一些问题，例如机械合金法并未使各组元之间充分达到原子间结合，形成均匀的固溶体或化合物，在大多数情况下，在有限的球磨时间内最终得到的只是各组元分布十分均匀的混合物或复合物，并且很难形成纳米级别的氧化铝均匀包覆钨粉复合材料，限制了氧化铝包覆钨合金复合材料在工业的中应用。

为了解决现有技术中机械合金法很难形成纳米氧化铝包覆钨粉复合材料的问题，研究人员对现有工艺进行改进，其步骤如下：

(1)按目标包覆粉末中水合氧化铝的质量分数为0.5%，分别称量30.3g (NH₄) 6H₂W₁₂O₄0，0.75gAl(NO₃)₃•9H₂O，40ml稀HNO₃，0.18g CO(NH₂)₂，蒸馏水40ml。将(NH4)6H₂W₁₂O₄0 和HNO₃加入水热釜进行水热反应，水热反应的温度180℃，时间10h，反应生成WO₃和NH₄NO₃混 合溶液，将混合溶液冷却至室温；

(2)将Al(NO₃)₃、CO(NH₂)₂和蒸馏水放入另外一个水热釜进行，水热反应的温度为 180℃，时间为10h，反应生成AlO(OH)和NH₄NO₃混合溶液，将混合溶液冷却至室温；

(3)将WO₃和NH₄NO₃的混合溶液与AlO(OH)和NH₄NO₃的混合溶液依次倒入纯净烧杯中混合搅拌，搅拌转速为200r/min，时间为2h，然后将混合溶液静置沉淀5h，再用蒸馏水清洗、静置沉淀3次，且每次静置的时间均为5h；

(4)将静置后的溶液抽滤，清洗，清洗溶剂为分别蒸馏水和乙醇，其中蒸馏水清洗抽滤3次，乙醇清洗抽滤2次，取抽滤后的粉末进行干燥，干燥温度为 80℃，干燥时间为6h， 此时水合氧化铝已经均匀地包覆与氧化钨粉表面，粉末大小均匀，分散好，得到的粉末的粒径为纳米级；

(5)将水合氧化铝包覆氧化钨粉末置于马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为300℃，保 温时间为12h，升温阶段的升温速度为20℃/min，煅烧后粉末随炉冷却至室温后取出；

(6)将煅烧后的粉末进行还原，首先进行第一次还原，还原气氛为氢气，氢气流量 1.5m3/h，还原温度为600℃，还原保温时间为7h，升温阶段的升温速度为：10℃/min；

(7)经过一次还原的粉末需要进行二次还原，第二次还原的还原气氛仍为氢气，还原温度900℃，还原保温时间为4h，升温阶段的升温速度为5℃/min，此还原过程结束后氧化 钨被还原为钨，此时氧化铝已经均匀地包覆与钨粉表面，粉末大小均匀，无团聚，得到的粉末的粒径为纳米级。

通过煅烧以及二次还原水合氧化铝包覆氧化钨粉末制备出氧化铝均匀包覆钨粉复合材料，能在还原过程中抑制了钨颗粒的长大，起到了细化晶粒的作用，从而获得纳米氧化铝包覆钨粉复合材料。

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