水热共还原法制备W包Cu纳米粉体的工艺研究及表征

以钨酸钠(Na2WO4·2H2O)和硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)为原料,采用水热反应结合连续煅烧还原工艺制备W/Cu纳米复合粉体,利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能谱分析仪(EDS)等检测手段,分别对制备过程中各步骤的产物及最终复合粉的组成、形貌及微观结构进行表征,初步分析粉体合成的反应过程及合成机制。研究结果表明:在水热过程中,钨酸钠和硝酸铜发生共沉淀反应,生成类球形的Cu WO4·2H2O和Cu2WO4(OH)2复合络合物,该络合物粉末具有良好的分散性且无硬团聚,颗粒粒度均匀,平均粒径为10~15 nm。750℃煅烧后,水热产物脱水、分解,转变为由Cu WO4-x,Cu O和WO3组成的混合氧化物粉体。经800℃氢气还原,氧化物完全转化成W-Cu复合粉末,该W-Cu复合粉末呈一种特别的W包覆Cu的近球形结构,平均粒径为10~60 nm,且Cu的存在对氧化钨的还原起到了催化作用,致使钨相提早出现。     

水热还原法制备车电极用W-Cu复合粉末的特性表征

为了提高车电极的导电性,探索一种水热还原法制备的W-Cu复合粉末,并利用SEM、XRD等检测手段,对复合粉末的微观形貌以及物相组成进行特性表征,重点分析了水热反应后、煅烧后和还原后复合粉末的特性。结果表明:水热还原反应后,生成的沉淀物呈现大小不等的颗粒团聚状态,粉体颗粒呈球状,粒度在2.5μm左右,主要由CuWO_4H_2O与Cu_2WO_4(OH)_2组成,表明水热反应阶段生成的产物具有明显的晶态结构;煅烧后粉末中存在大量的Cu WO4-x,成为由Cu WO4-x、CuO和WO3组成的复合氧化物;还原后的粉末有团聚现象以及细小的初始颗粒,还原的Cu颗粒对WO3的还原起到促进作用,最终形成了弥散分布、颗粒细小的WCu复合粉末。     

共沸蒸馏法制备W-ZrO_2复合粉末的相变过程及微观结构表征

以(NH4)6H2W12O40·xH2O(偏钨酸铵)和Zr(NO3)4·3H2O(硝酸锆)为原料,并以CH_3CH_2OH(乙醇)和CH_3CH_2CH_2CH_2OH(正丁醇)为分散剂,采用共沸蒸馏法制备出W-2%ZrO_2复合粉末,利用XRD、SEM、EDS、TEM等检测手段对粉末制备过程中不同阶段产物的物相、形貌及微观结构进行了分析与表征。结果表明:在共沸蒸馏过程中,(NH4)6H2W12O40·xH_2O与Zr(NO3)4·3H2O发生共沉淀反应,生成WO3·mH2O和Zr(WO4)2·nH_2O复合络合物。这种复合络合物较蒸发结晶法所制备的前驱体粉末具有更好的分散性且无硬团聚,经750℃煅烧后转变为由m-ZrO_2和WO_3组成的复合氧化物粉末;再经两段还原(一段还原温度750℃,二段还原温度800℃,还原时间均为2h)后,复合粉末中仍存在WO_2包覆ZrO_2的颗粒,其结构为椭圆形蠕虫状,粒径为15~20nm。当二段还原温度提高到900℃后,复合氧化物粉末完全转化为具有多面体球形和方形结构的W-ZrO_2复合粉末。     

水热合成W-25Cu复合粉的热力学分析

以钨酸钠(Na2WO4·2H2O)和硝酸铜[Cu(NO3)2·3H2O]为原料,采用水热合成法制备W-Cu复合粉,计算在不同pH值条件下水热合成W-Cu复合粉的回收率,并对制取W-Cu复合粉前驱体的过程进行热力学分析。采用XRD、SEM、EDS和TEM对所制备W-25Cu复合粉的物相、形貌和微观组织进行表征。结果表明:在不同溶液浓度和pH值下的离子回收率不同。当钨酸钠浓度为0.6mol/L,硝酸铜浓度为0.578 6mol/L且pH值为5.5时,离子以CuWO4·2H2O形式析出,溶液中离子的回收率达到99%以上。水热合成产物具有分散性好,粒度均匀,大小为15~20nm。经500℃煅烧、800℃氢还原60min,得到了W和Cu元素分布均匀的W-Cu复合粉,具有近球形的W包覆Cu结构,粒度为100~200nm。     

W-Ce复合缓蚀剂对X80管线钢的缓蚀性能及机理研究

为了研究Na_2WO_4·2H_2O、Ce(NO_3)_3·6H_2O单一缓蚀剂以及Na2WO_4·2H_2O-Ce(NO_3)_3·6H_2O(简写为:W-Ce)复合缓蚀剂对X80管线钢的缓蚀作用,采用失重法计算钢试样在不含和含有不同缓蚀剂的中性Na Cl介质中的缓蚀效率,结合SEM表征确定出,在35℃恒温条件下,780 mg·L~(-1)Na_2WO_4·2H_2O与660 mg·L~(-1)Ce(NO_3)_3·6H_2O复配得到的W-Ce复合缓蚀剂具有最高的缓蚀效率,达99.01%。根据EDS分析和多酸配合物的理论,探究了W-Ce复合缓蚀剂的缓蚀机理和模型。最终认为,W-Ce复合缓蚀剂对X80钢片的缓蚀作用,主要是通过Ce~(3+)和WO_4~(2-)形成的杂多酸[Ce(WO_4)_3]_n~(3-)与钢片表面的Fe配位吸附作用,形成一层缓蚀膜,从而隔绝腐蚀介质,产生了优良的抑制腐蚀效果。     

水热合成-共还原法制备W-20%Cu复合粉体及其组织结构

以钨酸钠和硝酸铜为原料,通过水热合成反应及550℃/1.5 h焙烧得到氧化钨铜复合粉体,氢气还原后获得W-20%Cu复合粉体,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HTEM),对该复合粉体的组织与结构进行表征。结果表明:采用水热合成法制备氧化钨铜的前驱体时混合溶液应调整为碱性,最好将pH值控制在9,水热反应产物主要是由CuWO4·2H2O与Cu2WO4(OH)2组成的复合络合物;550℃温度下焙烧时水热合成产物完全分解为由WO3、CuO和CuWO4-x组成的复合氧化物,粒度在2~5μm之间,分布均匀;复合氧化物在700~900℃下氢气还原成为典型的铜包钨结构的钨铜复合粉体,呈规则球形,晶粒度在70 nm左右,钨铜分布均匀,两相一体,保留了溶液中分子级的混合状态。     

NaGd(WO_4)_2∶Sm~(3+)荧光粉的制备及光致发光

采用高温固相法制备了NaGd(WO_4)_2∶Sm~(3+)红色荧光粉。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光光谱(PL)对样品的物相、形貌及发光性能进行了表征。结果表明,合成的NaGd(WO_4)_2∶Sm~(3+)红色荧光粉为四方晶系,白钨矿结构。激发光谱中,位于405 nm和420 nm的激发峰分别归属于~6H_(5/2)→~4K_(11/2)和~6H_(5/2)→~4M_(19/2)的跃迁吸收。发射光谱中发射峰位于610 nm和650 nm,且650 nm处发射峰的发光强度最强,其中610 nm为~4G_(5/2)→~6H_(7/2)跃迁,650 nm为~4G_(5/2)→~6H_(9/2)跃迁,发射峰均起源于Sm~(3+) 4f电子壳层内的f-f跃迁。当Sm~(3+)掺杂量为4%,发光强度达到最大,NaGd(WO_4)_2∶Sm~(3+)是一种潜在的白光LED用红色荧光粉。     

Al_2O_3预包覆尖晶石LiMn_2O_4的电化学性能

将Li2CO3和电解二氧化锰混合球磨,得到尖晶石(LiMn2O4,简称为LMO)的前驱体,采用化学沉积法在前驱体的预烧产物表面包覆Al(OH)3,然后在750℃/6h条件下煅烧,得到Al2O3/LiMn2O4复合粉末(称为Al2O3预包覆,包覆粉末记为P-LMO);同时采用传统方法,在前驱体的煅烧产物(LiMn2O4粉末)表面包覆Al(OH)3,然后在300℃/3h条件下热处理,得到Al2O3/LiMn2O4复合粉末(称为煅烧包覆,复合粉末记为C-LMO),对这2种包覆法制备的Al2O3/LiMn2O4复合粉末的物相结构、形貌、包覆层的厚度与粒度分布等进行对比分析,并对包覆粉末进行电化学性能测试。结果表明,Al2O3均匀地包覆在LiMn2O4的表面,包覆层厚度约为10nm;Al2O3/LiMn2O4复合粉末的晶格常数随Al2O3包覆量增加而增加;预包覆粉末颗粒呈类球形,平均粒径(0.3μm)明显小于煅烧包覆的平均粒径(0.5μm);预包覆粉末的Al2O3包覆层能有效减少循环过程中电荷转移阻抗的增加,并减少Mn的溶解,其循环性能优于煅烧包覆粉末。在3.2~4.5V的充放电区间内,Al2O3包覆量(摩尔分数)为2%的预包覆LiMn2O4材料显示出优良的电化学性能,55℃下0.1C的首次放电容量为114.0(mA·h)/g,0.5C倍率下50次循环后容量保持率为87.3%。     

La_2O_3/Y_2O_3对水热法制备W-Cu粉体的影响

采用水热-共还原法制备了稀土氧化物(La_2O_3,Y_2O_3)掺杂W-Cu混合粉末。通过改变稀土的添加量及添加种类,设定不同的还原温度和还原时间,在N_2/H_2还原气氛中得到还原产物。借助SEM、TEM、XRD等手段分析了复合粉末的物相、形貌、成分和微观结构,探讨了稀土掺杂对复合粉体还原温度、还原时间以及还原产物的影响。结果表明,加入稀土La_2O_3后,复合粉末的煅烧温度降低、还原温度升高,还原时间变长,稀土适合添加量为2%;单一加入La_2O_3得到复合粉末分散性好,颗粒为均匀的圆形和多边形,且相较于单一加入Y_2O_3和加入La_2O_3+Y_2O_3复合还原粉中W,Cu混合最为均匀。     

纳米二氧化锆粉体的制备

以ZrOCl_2·8H_2O为锆源,CO(NH_2)_2为沉淀剂,去离子水为溶剂,通过水热法合成单斜晶型的纳米ZrO_2。讨论水热温度和水热时间对纳米二氧化锆晶粒尺寸的影响,并利用场发射扫描电镜(SEM)和XRD衍射仪表征手段,对产品形貌及物相进行了表征分析。实验结果表明,水热温度是影响ZrO_2粉体晶化的主要因素,在140℃水热温度下,ZrOCl_2·8H_2O和CO(NH_2)_2反应生成Zr(OH)_4胶体。随着水热温度升高到160℃,大部分的Zr(OH)_4胶体分解生成ZrO_2并结晶。当水热温度继续升高至180℃时,Zr(OH)_4全部分解生成ZrO_2。水热时间的增加并不改变ZrO_2的晶型,且对ZrO_2的晶粒尺寸影响不大,随着水热时间由3 h增加到18 h,其粒径分别为51.2、46.1、45.6nm和54.3 nm,且样品具有良好的分散性。     

制备细镍包石墨粉末的动力学

控制反应速度是采用水热方法制备包覆粉末的关键技术之一。以细镍包石墨粉末为研究对象 ,探讨了制备过程中的一系列反应参数 :温度、表面活性剂、硫酸铵浓度、氨水浓度、氢分压以及初始溶液镍浓度等因素对反应诱导期、还原速度的影响 ,证明了这些参数控制着反应速度。     

Fabrication of W–20%Cu composite powder from copper and tungsten salts

Abstract

An investigation has been made to prepare homogeneous powders of CuWO₄ and WO₃ from ammonium paratungstate and copper nitrate to prepare nanosized W–Cu powder. Hence, a mixture of ammonium paratungstate and copper nitrate with predetermined weight proportion was made in distilled water; while the content of the beaker was being stirred at a certain speed to reach the desired composition of W–20 wt-%Cu. Mixture was heated to 80–100°C for 6 h. Also, pH range was adjusted at about 3–4. The mixture was then evaporated and dried in the air. To reach W–Cu composite powder, the precursor powders burned out at 520°C for 2 h in the air to form W–Cu oxide powder and then were ball milled and reduced in H₂ atmosphere to convert it into W–Cu composite powder. The resulting powders were evaluated using scanning electron microscopy, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis and differential thermal analysis techniques. The results showed that homogeneous powders of W–Cu with particle size of ～100 nm and a nearly spherical shape could be obtained by this process.     

H2O2氧化水热晶化法制备超细钨粉

通过H2O2氧化工业级钨粉颗粒制备出纳米级WO3粉体,采用两段还原法对所得的产物进行氢还原后得到超细钨粉。用XRD、SEM、BET等对所得产物进行了一系列的表征。结果表明:工业级钨粉经氧化水热晶化处理后所得产物为单斜相WO3,平均粒径约为60 nm;将制得的WO3在氢气氛下还原,800℃下保温45 min后得到颗粒分布较窄、平均粒径约150 nm的立方相钨粉。当还原温度升高至900℃时,所得的钨粉颗粒明显长大,部分粒径长大至2~3μm,但颗粒的球形度更好。     

NH_3·H_2O—H_2O系仲钨酸铵溶解度研究

采用测试和回归方程求极限的方法 ,得出温度87～95℃ ,终点NH32mol/L的条件下 ,5(NH4)2O·12WO3·5H2O的平衡溶解度。5(NH4)2O·12WO3·5H2O的溶解度与温度(t)的线性关系为 :y= -588.08+7.28t,其与终点NH3 浓度(mol/L)的线性关系为 :y=36.76+18.86x。中国离子交换法所产5(NH4)2O·12WO3·5H2O溶解度较低 ,其可能原因是晶体中的Si含量较低 ,而NH4Cl含量较高 ,以及由于结晶过程NH4Cl的大量存在 ,水的活度较低 ,致使结晶产物中存在少量溶解度较低的5(NH4)2O·12WO3·7H2O     

Characteristics of rapidly solidified Cu–10%Sn alloy powders produced by water jet cooled rotating disc atomisation

Abstract

In the present work, an experimental water jet cooled rotating disc centrifugal atomiser was designed and constructed and used to produce rapidly solidified Cu–10%Sn alloy powders. The characteristics of rapidly solidified Cu–10%Sn alloy powders have been investigated with respect to powder size and disc surface condition. Uncoated and ZrO₂ coated copper discs were used to investigate the effect of disc surface conditions on the microstructure and cooling rate of the powders. The produced powders appeared in the shape of sphere, rounded, ligament, irregular and flaky, depending on the particle size. The powders exhibited fine grained microstructure, cell size increased with increasing powder size and higher cooling rates were obtained using uncoated disc. The results indicated that cooling rates of 20 μm powder produced with uncoated and ZrO₂ material coated discs were estimated as 5·82×10⁵ and 1·44×10⁵ K s^?1 respectively.     

水热法和氢气还原法制备纳米Mo–40Cu复合粉末及其烧结性能研究

结合水热法和氢气还原法制备纳米Mo–40Cu复合粉末,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电镜等手段研究了氢气气氛下烧结工艺对Mo–40Cu复合材料组织和力学性能的影响。结果表明,最佳制粉工艺为水热温度400 ℃和氢气还原温度700 ℃,获得了均匀的Mo–40Cu复合粉末,粉末粒径为70~90 nm;在氢气气氛下最佳烧结工艺为1300 ℃保温2 h,合金的相对密度、抗弯强度、硬度、电导率和热导率分别为98.1%、1060 MPa、HRA 51、20.8 MS·m-1和191.7 W·m-1·K-1,热膨胀系数在500~700 ℃约为10.8×10-6 K-1,合金中组织均匀,晶粒细小,尺寸约为3~4 μm。     

纳米氧化锆的固相合成及机理研究

以八水氯氧化锆和草酸钠为原料,固相反应合成出前驱体二水草酸氧锆,前驱体在600℃分解5 h,得到氧化锆粉体。结果表明,产物为粒度分布均匀、纯度高、单斜相和四方相共存的纳米氧化锆粉体,其一次颗粒尺寸在15 nm左右。     

氧化石墨烯/氧化铕复合粉体的制备及性能研究

以氧化石墨烯和氧化铕为原材料,利用水热法合成了氧化石墨烯/氧化铕复合粉体。对不同氧化石墨烯加入量的复合粉体采用扫描电镜、差热分析、荧光分析等测试方法对其进行表征。结果表明:利用水热合成的方法成功制备了氧化石墨烯/氧化铕复合粉体;氧化铕包裹在氧化石墨烯表面,阻止了氧化石墨烯表面部分官能团的分解,复合粉体的稳定性较好;由荧光激发光谱可知复合粉体的荧光激发波长为435 nm;由荧光发射光谱可知,随着氧化石墨烯的质量分数从6%增大到10%时,复合粉体的荧光强度依次增强。     

浅谈三氧化钨还原过程中的工艺条件及设备

二氧化钨还原是硬质合金行业生产中、细钨粉的重要方法之一．在简述二氧化钨还原过程和生产设备的基础上，分析了有关工艺参数和设备状况对钨粉质量的影响．     

Synthesis of submicron size silver powder for passive components application

Submicron silver powder was prepared from AgNO₃ by a chemical reduction method in the presence of a mixture of caprylic acid and triethanolamine as a surfactant. Hydrazine hydrate (N₂H₄·H₂O) is preferred as a reducing agent. A spherical silver powder with an average particle size of about 150 nm was achieved. Effort was also made to correlate the crystal structure and microstructure evolution of the prepared powders with the resultant thick film characteristics.