二水草酸钴在氩气中热分解过程及其形貌演变的研究

通过TG-DSC和SEM对二水草酸钴在氩气中热分解过程进行分析,研究结果表明:二水草酸钴在氩气中的热分解过程经历了两个阶段,一是在150℃～275℃之间二水草酸钴失去结晶水生成了CoC2O4;二是从300℃～450℃之间CoC2O4热分解为了金属钴。与此同时,二水草酸钴在氩气中热分解温度为347.7℃时并保温10 min,其热分解产物中有细球形颗粒物质生成。在500.0℃时并保温10 min,其热分解产物钴粉由原来的单个球形颗粒因热分解温度较高使得它们烧结连接在一起。因此,适当地控制二水草酸钴500.0℃时在氩气中的热分解条件可以获得球形钴粉颗粒。     

脉冲电磁场对CoC_2O_4·2H_2O粒度的影响

在脉冲电磁场(PEMF)作用下,采用常规沉淀方法制备了草酸钴(CoC2O4·2H2O)粉体.利用XRD,TGDSC,松装密度仪以及激光粒度仪对产物的物相、热分解过程及粒度进行了表征.并基于PEMF和反应体系内微观粒子之间的相互作用提出了CoC2O4·2H2O粒度改变的机理.实验结果表明,施加及未施加PEMF条件下,以CoCl2·6H2O为原料,(NH4)2CoC2O4·2H2O为沉淀剂制备的产物均为β-CoC2O4·2H2O;脉冲电压为800 V时,产物松装密度为0.393 g/cm3,平均粒径为3.5403 μm,与未施加PEMF条件下制备的样品相比,分别降低了26.95%和60.13%;以PEMF制备的CoC2O4·2H2O为前躯体,在Ar气氛下加热分解获得了fcc结构的金属Co粉.     

室温固相反应法制备Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)负温度系数热敏电阻

以Mn(CH3COO)2·4H2O,Ni(CH3COO)2·4H2O,Co(CH3COO)2·4H2O和H2C2O4·2H2O为原料,采用室温固相反应法制备出镍锰钴草酸盐前驱体,将该前驱体在850℃煅烧2 h得到尖晶石相Ni0 66Mn2.34xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体.用XRD,TGA,SEM,沉降式粒度分析仪和热膨胀仪对镍锰钴草酸盐前驱体与Ni0.66Mn2.34-xCoxO4(x=0.15,0.30,0.45,0.60)超细粉体进行了表征.结果表明,由室温固相反应法得到的草酸盐前驱体是单相的镍锰钴复合草酸盐在850℃煅烧2 h得到镍锰钴氧化物为纯尖晶石相,粉体颗粒为球形,团聚较少,粒径均匀,平均粒径约为0.2μm,有较好的烧结活性,是制备热敏陶瓷材料的理想粉体.     

酸浸和沉淀组合工艺回收废锂离子电池中的钴和锂(英文)

基于废锂离子电池中的金属在不同价态时的化学行为差异,通过化学精制从废弃锂离子电池中获取高附加值的钴锂化学产品。将从正极中分离出来的活性物质溶解在硫酸和过氧化氢溶液中,加入(NH4)2C2O4生成CoC2O4·2H2O 沉淀。在获得CoC2O4·2H2O 后,加 Na2CO3获得Li2CO3沉淀。实验结果表明:96.3% 的Co和87.5%的Li溶解在2mol/LH2SO4和2.0%H2O2(体积分数)溶液中,并且有94.7 %的Co和71.0%的Li以CoC2O4·2H2O和Li2CO3的形式沉淀下来。     

Preparation of Cobalt Nanofibres by Means of Mild Thermal Precipitation and Thermal Decomposition Process

以CoSO3和(NH4)2C2O4·H2O为原料,通过65℃的温热沉淀反应和温热陈化过程,控制合成了水合草酸钴纳米棒.以水合草酸钴纳米棒为前驱体,在Ar气氛中于360℃下,通过热分解过程制备纳米金属钴纤维.实验样品采用AAS,OEA,FT-IR,TGA-DTG,XRD和SEM测试技术进行分析.测试结果表明:温和液相沉淀法制备的样品为水合草酸钴,其化学式可写为CoC2O4·3H2O.制备的草酸钴纳米棒直径为0.2～0.4 μm,长度为1.0～5.0μm;热分解制备的金属钴纳米纤维的直径约0.2 μm,长度为1.0～5.0 μm.     

连续和可控的燃烧法合成Co3O4超细粉（英文）

结合气固流态化和燃烧合成理论,提出连续动态可控燃烧合成概念。在自主设计、制作的气固流态床设备中,将CoC2O4·2H2O制备成Co3O4。反应物CoC2O4·2H2O粉体和空气分别以一定的速度被从沸腾床的上部加入和底部引入。CoC2O4·2H2O和空气在床层中相遇,并在给定的低温下被点燃并合成Co3O4。结果表明:燃烧波模式与传统燃烧合成燃烧波的不同,在连续动态可控燃烧合成中,燃烧波位置相对不动,悬浮在沸腾床中部的燃烧区域,而不是移动的自蔓延燃烧波;燃烧波温度可以通过改变载气流速、流量进行调节;产物Co3O4粉末(≤0.8μm)呈球形或准球形,粒度分布均匀。本方法具有连续高效、节能环保的优点,已经应用于大规模生产。     

前驱体对四氧化三钴形貌的影响与表征

以Co(CH3COO)2.4H2O为钴源,聚乙二醇(PEG)20 000为表面活性剂,在水-正丁醇溶剂体系中,分别以氢氧化钾、碳酸铵和草酸为沉淀剂,采用沉淀法制备氢氧化钴、碱式碳酸钴和草酸钴前驱体。氢氧化钴前驱体于160℃通过水热氧化法,可制得立方体状四氧化三钴(Co3O4);碱式碳酸钴和草酸钴前驱体采用水热-热分解法分别于450℃和400℃煅烧3 h可制得球链状和棒状Co3O4。用热重分析、红外光谱、X射线衍射和透射电镜对所制得前驱体和产物Co3O4的形貌和结构进行表征,并对所制备的不同形貌Co3O4进行电化学性能测试。研究结果表明:产物Co3O4的形貌与其前驱体和制备方法有关,当采用氢氧化钴前驱体可制备平均晶粒度约为15 nm的立方体状Co3O4;当采用碱式碳酸钴和草酸钴前驱体可分别制得直径约为40 nm、长约为100 nm的球链状Co3O4和直径约为0.1μm、长度可达1μm的棒状Co3O4。通过对不同形貌的Co3O4进行循环充放电测试,可知纳米级Co3O4的电化学性能优于微米级Co3O4的;立方体状Co3O4的电化学性能优于其他形貌Co3O4的电化学性能,其循环10次后的充电比容量为406 mA.h/...     

化学共沉淀-封闭循环氢还原法制备纳米W-Cu复合粉

以H2WO4和CuSO4·H2O(W:Cu=70g:30g)为原料,采用化学共沉淀方法制备W-Cu化合物粉末,其反应条件为:反应温度25℃±1℃,pH值5.0-5.2,陈化时间8h±1h。设计了封闭循环氢还原系统,用此系统进行氢气热还原,不仅使氢气得到充分利用,而且容易判断反应终点。通过系统内的特殊装置除水,降低了还原温度,在600℃下还原得到W和Cu混合均匀的复合粉。其粒径小于70nm。     

多元醇还原制取球形钴粉

以自制 Co(OH) 2 为原料 ,乙二醇为溶剂和还原剂 ,制得了分散性很好的球形超细钴粉。研究了单位体积乙二醇中 Co(OH) 2 加入量对钴粉的粒径和形貌的影响。用SEM、XRD、BET和激光粒度分析仪测试粉体的粒子形貌、晶体结构、比表面积和粒度分布。测试结果表明多元醇还原的钴粉为球形 ,以面心立方晶体为主 ,还有微量的简单六方 ;钴粉粒度分布较窄 ,平均粒径为 0 .88μm,比表面积为 3 .46m2 /g,钴含量 >99.5 %。     

一步还原包裹粉工艺制备WC-Co超粗硬质合金

以费氏粒度为4.1μm的WC粉末和CoCl_2·6H_2O、(NH_4)_2C_2O_4·H_2O为原料,将钴粉制备过程与粉末混合过程相结合,一步还原制备WC-Co包裹粉,并以包裹粉为原料成功制备了WC-8%Co(质量分数)超粗硬质合金。借助扫描电镜、X射线衍射仪、化学元素分析仪、力学试验机等分别对WC-Co复合粉末及硬质合金的微观形貌、物相组成和性能进行表征与分析。结果表明,一步还原法制备的WC-Co包裹粉末中,Co为fcc和hcp双相结构,Co相呈树枝状包裹在WC粉末表面。由该包裹粉制备的硬质合金组织结构均匀,综合性能优异,合金平均晶粒尺寸为8.9μm,密度14.63g·cm~(-3),硬度87.6HRA,抗弯强度2438 MPa,断裂韧性20.92 MPa·m~(1/2)。一步还原包裹粉工艺克服了传统湿磨工艺混料过程中WC粒度显著减小的问题,晶粒度可控性好,且工艺流程简单,有潜在的工业应用价值。     

碳酸钴制备超细球形钴粉的工艺探讨

采用钢带式连续还原炉,以碳酸钴为原料,用氢气还原法制备钴粉。研究了还原温度和时间对钴粉粒度、碳氧含量等性能的影响。研究发现:升高温度或延长还原时间,钴粉的粒度增大,氧含量降低,而碳含量变化很小。在420～460℃下,还原2.5～3.0h,可制备Fsss为0.9μm,以面心立方结构为主的高纯钴粉。与传统方法相比,碳酸钴制备的钴粉呈球形或类球形,而非树枝状,是生产超细硬质合金的理想原料。     

钴粉的制备、应用及我国的发展现状

综述了水雾法、草酸钴还原法、电解法、γ射线辐照法、多元醇法等钴粉制备方法的原理及其优缺点。同时介绍了钴粉在硬质合金、电池、催化剂、特种工具及磁性材料等行业的应用现状。结合国内钴粉生产现状,提出了对我国钴粉生产发展方面的建议。     

蕾丝状富Co团聚组织与Co粉中硬团聚现象研究

硬质合金顶锤是WC-Co合金大制品与极端服役工况的典型代表。服役过程中硬质合金顶锤的异常失效是困扰超硬材料与硬质合金顶锤生产企业的棘手问题。本文采用扫描电镜、能谱分析以及X射线衍射分析等研究手段对硬质合金顶锤碎片与硬质合金生产用Co粉进行了观察与分析,报道了异常失效顶锤碎片微观组织结构中存在含K、Na、Ca、S、Cl、O等杂质元素、周长超过100μm的脆性蕾丝状富Co团聚组织,以及Co粉中存在因杂质与还原烧结效应导致的、外表光滑、尺度高达10μm的致密硬团聚微观缺陷。其中,富Co团聚组织中K、Na、Ca、S、Cl等杂质元素的总质量分数高达2.8%～3.45%。通过引证关联分析,认为两种缺陷之间存在一定的相关性,建议硬质合金生产企业在采购Co粉时必须重视对粉末微观质量的分析与检测。     

钴粉粒度对超细硬质合金性能的影响

目前在硬质合金领域,钴粉是硬质合金最佳的粘结剂,钴粉性能对合金性能有一定的影响,但研究钴粉性能对硬质合金性能及结构影响的论文较少。实验选取了从0.78～4.61μm不同粒度级别的钴粉,按YF06合金牌号配料,从压坯压力、压坯中钴粉分布以及合金的物理性能和金相组织结构等方面探讨了钴粉粒度对超细硬质合金性能及结构的影响。结果表明:随着钴粉粒度增粗,压坯的压制压力增大,但钴粉粒度对超细混合料压坯中的整体钴分布影响不明显;粒度1.0～1.5μm钴粉比其他粒度级别的钴粉制备的超细硬质合金的整体物理性能更佳;钴粉粒度对超细硬质合金的组织结构也有一定的影响,大于3μm的粗钴粉容易造成超细合金中出现钴池,钴粉太细有则可能造成钴相分布不均。     

硬质合金发展与钴粉市场变化

从硬质合金行业与钴工业的技术进步及协同发展出发,总结了中国硬质合金行业发展对钴粉需求带来的新变化,分析了钴市场环境对中国硬质合金行业产生的重要影响。     

微量钴对无金属粘结相WC硬质合金烧结致密化与WC晶粒生长行为的影响

采用Cr3C2、VC掺杂超细WC为原料和无压真空烧结工艺,通过合金微观组织结构的观察与分析,研究了添加质量分数为0.3%的Co对无金属粘结相WC硬质合金烧结致密化与WC晶粒生长行为的影响。结果表明,微量Co的存在加速了WC的烧结致密化过程,与此同时也导致了WC晶粒明显的各向异性非连续晶粒长大。在上述研究基础上,提出了一种无金属粘结相WC硬质合金的低成本制备工艺,探讨了超细硬质合金中WC晶粒生长机制,提出了超细硬质合金的质量改进建议。     

钴盐沉淀法制备硬质合金混合料新工艺研究

以醋酸钴、WC粉和氨水为原料,以蒸馏水作为反应溶剂进行化学反应,反应物经氢气还原制得钨钴混合料,最后制得硬质合金,并与传统工艺制得的合金进行性能比较。结果表明,XRD图谱显示实验反应生成物是钴氧化物前驱体,面分析图谱显示新工艺制备的混合料元素分布更均匀,细碎WC颗粒更少,新工艺制备的硬质合金密度及硬度变化不大,强度提高了318N/mm2,韧性提高了0.2N·m/cm2。     

氢气脱蜡工艺与原料WC碳量的选择

将不同碳含量碳化钨配制的钴含量为11%左右的硬质合金石蜡混合料压制成压坯,将压坯置于一体化ZKL-16氢气脱蜡真空烧结炉和真空脱蜡真空烧结炉中,采用氢气、氮气、真空三种脱蜡方式分别进行脱蜡后真空烧结,烧结后的合金进行检测分析,比较发现采用氢气脱蜡真空烧结工艺可采用饱和碳化钨。在氢气脱蜡工艺下,研究了各工艺参数对脱蜡效果的影响,以确定氢气脱蜡条件下矿用硬质合金原料WC碳量的选择。结果表明,采用饱和碳含量6.13%的WC作为原料,经氢气脱蜡真空烧结,可生产出合格的硬质合金。     

用流态化工艺制备WC—Co粉末

用偏钨酸铵和硝酸钴原料喷雾干燥制成ＣｏＷＯ４／ＷＯ３复合粉末,用流态化反应炉使之在Ｈ２和ＣＨ４／Ｈ２气相中连续还原碳化成ＷＣ－Ｃｏ粉末,着重研究了不同还原碳化工艺及其产物的形成机理。测试结果表明,所制ＣｏＷＯ４／ＷＯ３复合粉末呈均匀球形的非晶和微晶混合态,ＷＣ－Ｃｏ粉末的晶粒细小均匀、相纯度高,适于制备超细晶粒的ＷＣ－Ｃｏ硬质合金。     

Synthesis of Cr-doped APT in the evaporation and crystallization process and its effect on properties of WC-Co cemented carbide alloy

WC grain size has significant effect on WC-Co cemented carbide alloy properties. In order to inhibit WC grain growth during sintering process, grain growth-inhibitor Cr₃C₂ is usually added to tungsten carbide powder in advance through mechanical milling. While, homogeneous distribution of Cr₃C₂ in the tungsten carbide powder is difficult to achieve and result in abnormal growth of WC grains. For this purpose of growth-inhibitor uniform distribution, (CH₃COO)₃Cr is added into ammonium tungstate solution during evaporation and crystallization process to prepare Cr-doped APT powder, which can be used as precursor for ultrafine-grained WC-Co cemented carbide alloy preparation. Compared with conventional APT powder, the Cr-doped APT has smaller particle size and bulk density, moreover, chromium is evenly distributed within it. The Cr-doped APT is then used to produce Cr-doped tungsten powder, which also has smaller particle size than that of conventional tungsten powder. Cr-doped tungsten powder is subsequently prepared into tungsten carbide powder and WC-Co cemented carbide alloy through carbonization and sintering process, respectively. Compared with conventional WC-Co cemented carbide alloy, the obtained WC-Co cemented carbide alloy has smaller mean WC grain size (0.36 μm), and more uniform microstructure. Furthermore, the phenomenon of WC grain abnormal growth during sintering process is not observed, because the grain growth-inhibitor Cr₃C₂ is well dispersed in tungsten carbide and cobalt composite powder. Results show that the obtained WC-Co cemented carbide alloy presents better mechanical properties (HRA, bending strength, coercive force) than those of conventional WC-Co cemented carbide alloy. Accordingly, the novel addition of (CH₃COO)₃Cr during the evaporation and crystallization process is the key factor of ultrafine-grained WC-Co cemented carbide alloy production.