钨包覆铜型钨铜复合粉末

钨铜复合材料是由高熔点、高硬度的钨和高导电、导热率的铜所构成的假合金,非常适用于制作电触头、电极等部件,而且低膨胀系数钨和高导电铜的良好结合还可应用于CPU、IC、固态微波管、无线电通讯装置等气密性封装的热沉基片,高导热铜和高温强度钨的良好结合,应用于超高压电触头材料、喷管喉衬,电子束靶及面向等离子体的偏滤器材料。

对于钨铜复合材料的制备,传统的熔渗法和粉末冶金法制得的钨铜复合材料的致密度通常不会高于98%,不适于生成高性能的钨铜复合材料,而新兴的激光烧结法和等离子烧结法目前还停留在实验阶段。钨铜复合粉末的颗粒尺寸和均匀性在很大程度上影响钨铜复合材料的致密度,因此,要想获得致密的钨铜复合材料,必须要使用颗粒细小和混合均匀的钨铜复合粉末。

钨包覆铜型钨铜复合粉末图片

常规的钨铜复合粉末的制备方法有物理法和化学法,物理法虽然操作简单、成本较低但易引进杂质,降低纯度,且颗粒分布不均匀,化学合成的优势在于其可调性与多样性,最显著的特点是提供了其他方法难以比拟的均匀性。

水热法是制备纳米材料的一种重要方法,其工艺手段并不复杂,另外制备的粉体通过温度和时间的控制完全可以实现晶粒大小及形貌的控制,粒子纯度高、分散性好、晶形好且可控制,生产成本低,采用水热法制取具有钨包覆铜现象的钨铜复合粉末,其过程包括:

步骤一、按W和Cu的原子浓度比为1:1称量二水钨酸钠和三水硝酸铜,分别将其配制成浓度为0.8mol/L的溶液,向所得三水硝酸铜溶液中加入氨水,并使其在30℃下充分混合,使溶液中产生充足的铜的络合离子,然后加入配好的钨酸钠溶液,之后添加硝酸将混合溶液的pH值调为5.2-6.2,并在磁力搅拌机中充分搅拌2-5h后备用;

步骤二、将所得混合溶液装入不锈钢反应釜中,混合溶液的装入量为不锈钢反应釜体积80%,温度为150-180℃条件下反应24-48h后,炉内冷却至室温。

步骤三、将步骤二所得产物过滤,之后用去离子水和无水乙醇超声清洗,再经冷冻干燥后得CuWO4纳米颗粒备用。

步骤四、将CuWO4纳米颗粒放入氢气还原炉进行分阶段还原,第一阶段:320-380℃,保温08h-1.2h;第二阶段:750-800℃,保温时间:1h-1.5h,之后自然冷却,即得成品钨包覆铜型钨铜复合粉末。

采用水热法制备CuWO4纳米颗粒工艺简单易操作,减少了先有方法中的煅烧工艺,能耗低,而且整个制备过程中铜离子的回收率可达到99%以上,远远高于传统方法的50%-65%。

 

 

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