ブルー酸化タングステンの調製

有利点:粉末粒度とその組成を支配しやすくて、こ混ぜしやすい。
影響元素:温度、還元気分、保温時間
 
酸素指数OI:ブルー酸化タングステンの酸素とタングステンの原子分数(例えば:WO3のOI指数は3である。)同じ温度で、還元気分の増加とともに、酸素指数は低くなる。
 
焼け温度はブルー酸化物の主な影響元素である。温度がたかくなら、アンモニアの含有量、OI及び比表面積も低くなる。保温時間伸ばすと、温度と同じ影響するが、程度は比較的に低い。
 
系統的な還元気分の強化は低いOI指数の製品の取るに有利である。
 
黄色酸化タングステンの生産と同じで、昇温速度を早くすれば大きい比表面積で、細かい粒の製品を取れやすい。
 
 
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酸化タングステンの調製

タングステン粉の調製原料は黄色酸化物、ブルー酸化物及びパープル酸化物である。全部もパラタングステン酸アンモニウムを原料として、各種の状況で焼け取る。
 
黄色酸化物は酸化性気分で焼け取る。
 
密閉条件:生まれたNH3の一部分はN2とH2に分解してから、系統で還元気分になる。タングステン酸化物は軽くブルー酸化物に還元される。もっと深いはパープル酸化物に還元される。
 
影響元素:焼け温度、熱分解速度及び高温続く時間。
急速昇温し、分解すると、生まれたWO3の比表面積は大きい。
緩やかに加熱し、分解すると、生まれたWO3の比表面積は小さい。
 
 
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三酸化タングステン水素還元の影響元素(Ⅱ)

ボートの運送速度:
速度は速いなら、還元時間が短くて、低温区域の三酸化タングステンは各階段に還元時間がなくて、すぐ高温区域に入る。そうすると、タングステン粉大きくなて、酸素量も高くなる。
 
温度の変化幅:
ストーブの温度変化幅は大きいなら、結果はボート運送速度が速いと同じである。酸化タングステンは揮発しやすくなって、金属タングステン粒も大きくなる。
 
元粒度と不純物:
還元工芸をちょうどよくコントロールなら、水素で細かいWO3粒を還元すると細かいタングステン粉が取られる。しかし、細かいWO3粒は表面能が高くて、活性大きいから、還元工芸はよく支配ないと、ちょと太いタングステン粉を取る。
 
WO3は金属塩の不純物が多いなら、タングステン粉を太くなれる。モリブデン、クロムなどの不純物は逆にタングステン粉を不ふどくのを抑えられる。
 
 
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三酸化タングステン水素還元の影響元素(I)

水素湿度と流量:
水素湿度はタングステン粉粒度に目覚しく影響する。水素の湿度は大きいなら、タングステン酸化物と水蒸気を揮発やすい水合物になりやすい。また、還元したタングステン粉と低価タングステン酸化物の表面で還元されて、タングステン粒を大きくされる。
 
水素気流量を大きくすると、還元産物の水蒸気をちょうど良く排出できるし、還元反応速度を向上できるし、細かいタングステン粉が取れやすい。
 
還元温度:
酸化タングステンの揮発状況は温度によると違う。還元温度が高いと、タングステン酸化物と水蒸気を揮発やすい水合物になりやすい。また、還元したタングステン粉と低価タングステン酸化物の表面で還元されて、タングステン粒をふどくされる。
 
WO3の揮発性はWO2より大きいから、細かい粒のタングステン粉を生産する時は比較的な低温度を採用すべきである。一般的に言って、二つ階段還元法を採用する。一目階段(WO3-WO2)の還元は比較的な低還元温度を採用するほうがいい。逆に、二目階段(WO2-WO)の還元温度は高いほうがいい。
 
ボート運送量(料層厚度):
ボート運送量が多すぎると、また、料層が厚すぎると、水素は料層内部に深く浸透しにくい。内層酸化タングステンは不徹底的に還元すれば、生まれた水蒸気は排出にくい。また、ぼーと内層のタングステン粉がふどくなり、取ったタングステン粉の粒度は平均していない。
 
 
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三酸化タングステンの水素還元

水素還元の概述:
 
三酸化タングステン水素還元は水素還元剤で三酸化タングステン粉末を金属タングステン粉に還元して、タングステン粉を取る方法である。このように、高純度タングステン粉を取りやすい、また、タングステン粉粒度もコントロールしやすい。だから、世界中広く採用されて、前タングステン粉製造の経典方法になた。しかし、今はだんだんにブルータングステン水素還元に代わられている。
 
水素還元の工芸制度:
 
1、比較的な低還元温度を採用する。
2、比較的な平穏な縁炉管の温度変化幅。
3、比較的な緩やかなボート運送速度。
4、比較的な小さいボート運送量或いは浅い料層。
5、比較的な大きい水素流量と小さい水素湿度。
6、比較的な細かい粒のWO3原料を使う。
 
 
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タングステンの酸化物

タングステンは四つ安定な酸化物ああり:黄色酸化物(WO3)、ブルー酸化物(WO2.90)、パープル酸化物(WO2.72)、褐色酸化物(WO2)である。
 
三酸化タングステンはレモン黄色結晶粉末であり、各種還元剤で還元しやすい。更に、常温で、少量の有機物でも還元されて、変色される。しかし、空気で加熱時また元色の戻れる。700~900℃なら、三酸化タングステンは水素、酸化炭素及び炭素に金属タングステンまで還元されやすい。
 
二酸化タングステンはチョコレートのような粉末であり、575~600℃時、水素は三酸化タングステンを還元して二酸化タングステンに生まれる。二酸化タングステンは水、アルカリ溶液、塩酸と浅硫酸に溶けられない。
 
二酸化タングステンは窒酸で高価酸化物に酸化られて、空気ですぐ三酸化タングステンに酸化される。酸化窒素は500℃まで加熱されればブルー酸化物になれる。1020℃なら、二酸化タングステンは炭素で金属タングステンに還元できる。
 
250~300℃なら、水素或いは酸化炭素で三酸化タングステンを還元する時も、また、真空で三酸化タングステンを200~250℃まで加熱する時も、粉末状のパープル酸化タングステンWO2.72が取られる。
 
 
 
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褐色酸化タングステンの工芸過程

褐色酸化タングステンは一般の工芸過程はパラタングステン酸アンモニウムを500℃ほどの空気で三酸化タングステンを焼ける。また、450℃ほどの水素で軽くブルータングステンを還元すればも取れる。
 
電球のタングステン線を作る時三酸化タングステン或いはブルータングステンで少量の酸化カリウム、酸化ケイ素及び酸化アルミニウムをいれなければならないが、三者の総用量は1%を超えられない。これが1922年バズ発明したタングステン線こ混ぜる工芸である。
 
こ混ぜしたから、酸化タングステンは水素で金属タングステン粉を還元できる。還元過程は一般に二ステップを分けられる。第一ステップは630℃ほど二酸化タングステン(褐色酸化タングステン)に還元される。第二ステップは820℃ほど金属タングステン粉に還元される。この二ステップの還元はこ混ぜたカリウムを十分二作用を発揮し、粉末粒度をコントロールするためである。
 
このように取ったこ混ぜるタングステン粉はまた特製のモールドで細長いものを作る。この細長いものを水素で通電し、電気抵抗加熱(温度は3000℃ほどまで)の方法で焼ける。焼けた後タングステン条の密度は理論的に85%も達しられる。
 
 
 
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三酸化タングステンの化学性質

三酸化タングステンの性質は製造状況(速率と温度)によると違う。低温で取る酸化タングステンは活発で、水に溶けやすい;逆に、高温で取るのは水に溶けられない。
 
他に、パラタングステン酸アンモニウムは熱分解時還元性気分なら、産物はブルータングステンになる。組分不安定で、主に三酸化タングステン、アンモニウム酸及び二酸化タングステンである。
 
還元剤で、例えば錫で、タングステン酸溶液を還元すれば、タングステンブルーが取られる。溶液を全体にブルーを現れる。
 
 
性質:
三酸化タングステンは浅い黄色斜結晶で、加熱時色は浅いから濃くなれる。比重は7.16g/c m3、溶点は1473℃、沸点は1750℃であり、850℃は目覚しく昇華して、溶化時緑になる。
 
また、三酸化タングステンは空気で安定で、水と弗化水素酸以外の無機酸に溶けられないが、アンモニウム水と濃熱水酸化ナトリウム溶液で緩やかに溶けできる。
 
 
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三酸化タングステンの各種用途

三酸化タングステンは日常生活の各種用途に使われる。
 
金属タングステンの原料で、また、硬質合金、バイト、モールド、タングステン線などに使われる。
 
常に、工業X線スクリ—ン蛍光粉と防火面料に使われてタングステン酸を生産される。更に、この豊かな黄色元素で、三酸化タングステンもいつも顔料として、セラミックとペンキの生産に活用される。
 
近年以来、三酸化タングステンは電致変色窓、スマート窓にも使われる。
 
これらの窓は電動スイッチのガラス、透光性能と外加電圧の変化である。お客様は熱と光量の変化によると、彼らの窓色を変化できる。他の用途は高密度惰性金属爆薬に使われる。これらの設備は2008-2009イスラエルとガザの衝突区域で注目的に使用される。
 
 
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酸化タングステンの化学性質と用途

酸化タングステンはタングステン酸塩製品。酸化タングステンは三酸化タングステンと二酸化タングステンを含むけど、実際の工業生産中は二酸化タングステン製品はない。
 
分子式:WO3
分子質量:231.85
融点:1473℃
性質:WO3黄色斜め結晶、加熱時色は濃くなる。密度7.16で、水と酸に融解できない、緩やかに濃いアルカリ融液に融解できる。
 
酸化タングステンは一部分に化工製品を生産する。例えば、ペンキ、塗料や石油工業の触媒などである。酸化物は中間製品だから、大量な酸化タングステンは金属タングステン粉と炭化タングステン粉に活用されて、更に、金属タングステン製品の生産に使われる。当代の工業区域で、広く応用されるのは、タングステンを基材とする各種硬質合金製品である。
 
 
酸化タングステンは気体敏感性を持って、二酸化窒素、アンモニアなどのような毒気体の検測に使われる。酸化タングステン薄膜気敏伝感器とナノ粒伝感器はもう発明された。更に、ナノ粒伝感器の発明は低濃度有毒気体の検測に大変力を尽くす。
 
 
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