水合氧化钨

电子显微镜水合氧化钨图片

在氧化钨的氢还原过程中，氧化钨在高温下有水蒸汽存在时，其蒸汽压明显增加。这一蒸汽压的升高是由于各种氧化钨与水蒸汽发生反应，形成一种挥发性的水合氧化钨WO₂(OH)₂。

在W—O—H体系中，水合氧化钨的挥发性远高于其它挥发性钨的化合物。国内外的大部分学者认为，正是挥发性水合氧化钨引起了钨的化学气相迁移（CVT）过程，而且CVT过程又贯穿着氧化钨氢还原的全部阶段，它对钨粉的物理和化学性质起决定性的影响。

在CVT过程中，钨及其氧化物与水蒸气接触，生成水合氧化钨WO₂(OH)₂，挥发至气相中与 H₂发生均相还原反应，还原产物沉积在已形核的金属钨晶粒上，从而使钨粉颗粒长大。

CVT过程反应速率快，还原产物形态与原料相比会发生显著改变，水合氧化钨WO₂(OH)₂在氢还原过程中的实际分压与还原温度和气氛的实际湿度有关。随着还原过程的进展，体系中氧的分压（湿度）不断下降，在还原过程中接近结束时，水合氧化钨WO₂(OH)₂的分压愈来愈低。

此外，水合氧化钨在氢还原的平衡退火过程中也会发生，这一过程使小颗粒氧化物蒸发而大颗粒长大，最终使退火的氧化物显著变粗。

综上所述，要制得超细钨粉，关键是要减少挥发性水合氧化钨WO₂(OH)₂的生成，抑制化学气相迁移过程的发生，在温度一定的条件下，WO₂(OH)₂的平衡分压主要取决于氢气湿度，湿度越大，则WO₂(OH)₂的平衡分压越大。因此，制取超细钨粉的关键是要迅速地从反应气氛中排出水汽。

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