微波碳化法制备纳米WC粉末及其机理

传统制备WC粉末的方法都是依靠发热体的辐射、能量对流、传导等方式加热W、C混合粉末到一定温度,热量由外向内传递,具有加热温度高、周期长、WC颗粒长大明显等缺点。本研究以纳米钨粉和活性炭为原料,采用微波加热法在1 000℃快速制备纳米WC粉末。用XRD分析不同碳化温度产物的物相组成,并用SEM和TEM对产物进行形貌和粒度分析。结果表明:平均粒径50 nm的钨粉经微波碳化法在1 000℃保温10 min,能够制备出平均粒径为86.5 nm的单相WC粉末,纳米WC颗粒表面光滑,形貌呈近球形。分析微波碳化法制备纳米WC粉末的机理表明,微波碳化过程为扩散控制,WC颗粒的长大速率随碳化温度的升高而加快。     

纳米W-Cu粉末的均相沉淀法制备及其烧结性能

采用湿化学工艺--蒸氨均相沉淀法,制备了纳米CuWO4·2H2O/Cu2WO4(OH)2均相沉淀物,然后煅烧、还原,得到含Cu 30%的W-Cu复合粉.将该复合粉压坯在H2气氛中于不同温度下烧结后,对烧结体的微结构和物理、力学性能等进行了测试分析.实验结果表明:蒸氨均相沉淀法制备的W-Cu复合粉体具有纳米粒度和均匀的化学组成,其烧结活性高,在较低温度下烧结即可达很高的致密化程度.由上述W-Cu粉体所制备的烧结体具有良好的物理、力学性能.     

W+Co+C(碳黑)制备板状晶硬质合金及其性能研究

采用经球磨扁平化处理的W粉末为原料,添加适量Co、C(碳黑)、成型剂及纳米W粉制备板状晶硬质合金,研究了烧结温度、时间和添加纳米W粉,对板状晶硬质合金显微组织结构和性能的影响。结果表明,球磨预处理中颗粒W粉末可获得扁平化程度高的薄片状W粉末,以其为原料制备的WC-12%Co(质量分数)板状晶合金相对密度达97%,合金硬度呈现出明显的各向异性;添加纳米W粉或提高烧结温度、延长烧结时间,均有利于压坯烧结收缩致密化,生成更多的板状WC晶粒。     

氧化钨还原过程及机理研究

利用X射线衍射仪、扫描电镜和比表面仪研究了WO3还原成W粉过程中的相结构、粉末形貌和粒度的演变过程及机理。结果表明WO3在还原过程中依次转变为WO2.90、WO2.72、WO2,最终被还原成W。在WO3氢还原成W粉的过程中,WO3具有的平滑规则六面体形貌会转变为粗糙六面体,并随着还原过程进行,较大的二次颗粒分解成小颗粒。在WO3氢还原成WO2.90和WO2.72的过程中,粉末的比表面积不断增大,粉末粒度不断减小,但在WO2.72还原为WO2和WO2还原为W的过程中,粉末比表面减小,粉末的粒度不断增大。     

新型钨铜复合材料的制备和性能研究的新进展

针对如何改善粉末冶金钨铜系高比重合金的烧结性能，提高其致密度，获得特殊结构的微观组织等问题。就近年来钨铜复合材料研究的几个主要热点：纳米结构材料、梯度结构功能材料、金属注射成形等进行了综述。     

W粉末的形貌结构对板状晶硬质合金的组织与性能的影响

采用W+Co+C(碳黑)为原料制备板状晶硬质合金,研究了不同形貌结构的氧化钨所制备的W粉末形貌结构对板状晶硬质合金组织、性能的影响。结果表明,不同于蓝钨制备的高温中颗粒W粉呈类球状或斜方十二面体结构,黄钨制备的W粉末颗粒呈多面体等轴状,更易于通过球磨获取扁平化程度高的W粉末,制备出板晶化程度高,板状晶的长、径比大,晶粒的取向性好的板状晶硬质合金。     

两步碳化制备纳米WC粉末及其合金性能

研究了两步碳化工艺对氢还原/碳化制备的纳米WC粉末及其WC-Co合金性能的影响。结果表明,WC粉末的晶粒聚集和异常粗大颗粒主要是由于碳化初期钨颗粒因烧结合并增粗,而钨粉碳化不完全主要是由于碳化后期的温度偏低,利用先低温碳化后高温碳化的两步碳化工艺不仅能够有效抑制纳米颗粒烧结合并增粗,而且可以使钨粉充分碳化,得到颗粒细小、均匀,W2C含量极少的WC粉末;采用1120℃碳化加1180℃碳化的两步碳化工艺制备出的138 nm的WC粉末,W2C含量少于0.5%(质量分数),以其为原料制备的WC-Co烧结体显微组织结构均匀,为超细晶硬质合金,综合性能优良,洛氏硬度HRA高达93.7,抗弯强度高达4380 MPa。     

超细和纳米钨粉制备技术进展

超细及纳米钨粉因优越的性能而具有广泛的应用前景,因此其制备技术一直是国内外研究热点。综述了超细和纳米钨粉的制备技术,着重介绍了氧化钨氢还原法、高能球磨法、溶胶凝胶法、冷冻干燥法制备超细及纳米钨粉原理和工艺的应用,并展望了超细和纳米钨粉制备技术的发展趋势。     

纳米W-Cu粉末的热机械化学法制备及其烧结性能研究

通过均相沉淀获得Cu2WO4(OH)2/CuWO4·2H2O共沉淀物,并对煅烧该沉淀物所得的W、Cu氧化物进行球磨,然后H2还原,得到了含Cu量为30%的W-Cu复合粉末。对该复合粉末的性能进行了表征,并对其烧结体的密度、微结构和力学性能等进行了测试分析。结果表明,热机械化学法制备的W-Cu复合粉末粒度为纳米级,烧结活性高,其压坯在H2气氛中固相烧结可达到96%的相对密度,液相烧结则可达到高于99%的相对密度,烧结体具有细小均匀的微结构和良好的力学性能。     

纳米W-Cu复合粉末的制备及其性能表征

采用蒸氨均相共沉淀法,即加热含有Cu2+和WO42-的氨络合物溶液,使氨蒸发,获得沉淀物,然后对沉淀物进行煅烧、还原,最终制得了含Cu量为20%的W-Cu复合粉.对沉淀物和W-Cu复合粉的组成和粒度等进行了表征.同时对于不同温度下烧结上述W-Cu复合粉压坯所得烧结体的微结构和物理、力学性能等进行了测试分析.试验结果表明,蒸氨均相共沉淀法制备的W-Cu复合粉体具有纳米粒度和均匀的化学组成,其烧结活性高,在较低温度下烧结即可达很高的致密化程度;所得烧结体具有良好的物理、力学性能.