以蓝钨为原料制取的粗颗粒W粉、WC粉特性的研究

本文从粉末粒度分布、微观结构以及对合金性能的影响等三方面探讨了以蓝钨为原料制取用颗粒W粉、WC粉的特性。结果表明，从W粉、WC粉的粒度分布曲线来看，蓝钨原料与黄钨原料没有什么本质区别，要制取粒度分布比较平坦、没有尖峰的粗颗粒W粉和粒度分布曲线不出现双峰的粗颗粒WC粉不能靠选择原料种类来解决；用扫描电镜观察W粉、WC粉的微观形貌时发现，用黄钨为原料制的W粉、WC粉颗粒表面存在明显微孔，而这一现象在以蓝钨为原料制得的W粉、WC粉中没有发现；与黄钨相比，以蓝钨为原料制得的WC－Co、WC－Co－Ni硬质合金具有较好的综合性能。     

纳米钨粉粒度分布的表征研究

采用X射线小角散射法（SAXS）和光子相关谱法（PCS）测试了纳米钨（W）粉的粒度分布。结果表明,采用SAXS测试出的纳米W粉的粒度分布与透射电镜观察和比表面积法测试结果十分接近,能较为准确地表征纳米W粉的一次颗粒的粒度分布;但为了得到可信的结果,所选择的X射线衍射仪的最小可测试角必须足够小。PCS法测试的纳米W粉的粒度随分散条件的变化而变化,所提供的最佳分散条件可用于测定二次颗粒的粒度分布。     

Vacuum Arc Characteristics of CuW70 Alloy

以不同粒度的W粉为原料,采用熔渗法制备CuW70合金,在真空灭弧室模拟电烧蚀实验,通过高速摄影仪和扫描电镜研究CuW70合金表面阴极斑点运动规律。研究结果表明:W粉粒度较小的CuW70合金具有较高的耐电压强度、较长的燃弧时间和低的截留值。W粉粒度较大的CuW70合金真空阴极斑点运动表现为在阳极正下方反复地重复燃烧,并且以选择Cu相击穿为主,烧蚀坑较深;W粉粒度较小的CuW70合金表面阴极斑点在阳极下方出现分裂和偏移,击穿相分布于整个阴极表面。     

微波反应烧结制备WC-Co硬质合金工艺性能

以W粉、Co粉和碳黑为原料,通过球磨、压制成形及微波反应烧结制备WC-6Co硬质合金。采用XRD、SEM、密度计和维氏硬度计等研究微波反应烧结温度、升温速率、保温时间和W粉粒度4个因素对硬质合金组织与性能的影响。结果表明:选用粒度为1.3μm的W粉为原料,当温度大于1100℃时,W即可被C完全碳化生成WC;当温度为1300℃时合金致密性较好,维氏硬度(HV_(30))与断裂韧性(W_k)分别为1999N/mm~2和8.51MPa/m~(1/2),继续提高温度至1400℃时合金性能无明显变化。烧结温度越低、升温速率越大、保温时间越短,合金残留孔隙越多,导致维氏硬度与断裂韧性性能下降。当微波反应烧结温度为1300℃、升温速率100℃/min和保温时间10 min时制备的WC-6Co硬质合金微观组织均匀和综合性能最佳。选用粒度为27.0μm的W粉为原料按照最佳工艺烧结制备出WC-6Co硬质合金,并与平均粒度1.3μm的W粉制备的合金进行对比发现粗W粉颗粒制备的合金中存在W_2C,微波反应烧结工艺参数与W粉平均粒度相关。     

碳辅助氢还原制备纳米钨粉的工艺及机理

以偏钨酸铵和葡萄糖为原料,采用碳辅助氢气还原的方法制备出纳米W粉,并研究W、C摩尔比和还原工艺对W粉的平均粒度和残碳量的影响。结果表明:还原产物、W粉的平均粒度和残C量与还原温度和W、C摩尔比密切相关,而当还原时间超过1 h后,还原时间对W粉的平均粒度和残C量没有明显的影响。还原产物决定于还原温度,W、C摩尔比为1:2.6的前驱体在700、750、800℃还原以后得到的产物分别为W+WO_2、W+W_2C+WC和W。W粉的粒度随着W、C摩尔比由1:2.0增加到1:3.0而由98 nm减小到42 nm,但W粉的残C量在W、C摩尔比小于1:2.6时都在0.05%(质量分数)以下,W、C摩尔比继续增加时,W粉的残C量显著增加。W、C摩尔比为1:2.6的原料经800℃还原1 h后得到无明显团聚的W粉,其平均粒度为46 nm,残C量为0.05%(质量分数)。     

几种金属元素对W粉粒度的影响

此文对Li、Na、K、Al几种金属元素以其不同化合物形式在WO3氢气还原过程中对W粉粒度的影响作了些研究，结果表明：碱金属元素Li、Na、K对W粉的长大都有促进作用，但是Li的作用最为显著；Al对W粉有着明显细化作用．文章着重分析了金属元素对W粉粒度的影响的作用机理．     

WO_(3-X)性能对WC质量的影响

本文主要讨论了WO(3-X)的HB、FSSS、O／W、BET、Sw等物理性能与W、WC粉粒度及粒度分布的关系，并对APT、WO(3-X)、W、WC及WC筛上物等进行了全相分析。     

W粉粒度对CuW/Cu整体触头结合强度的影响

用自行设计的试样结构研究了W粉粒度对CuW整体触头结合强度的影响.实验发现：随W粉粒度的降低,CuW整体触头的结合强度增加,其机理可用抑制CuW整体触头界面裂纹扩展的W颗粒数目增多解释.     

粒度配比法制备近全致密W/Cu20复合材料

选用A、B两种不同粒度的W粉,调节A、B钨粉的比例,并与Cu粉直接混合,配制成W/Cu20(质量分数%,下同)混合粉末,经热压制备了近全致密的W-Cu复合材料。显微组织观察表明,随着小粒度W粉配比的增加,大W颗粒形成的孔隙逐渐减少,而小W颗粒形成的孔隙逐渐增加。当W粒度配比为80%A+20%B时,形成较为致密的堆积结构。在合适的工艺条件下(烧结温度1060℃、压力85MPa、保温3h),所制备的W/Cu20复合材料其相对密度达到98.6%,Cu相沿大W颗粒和小W颗粒的边界呈现网状分布。     

WCu假合金熔渗过程数值分析

利用有限元软件模拟WCu合金的熔渗过程。根据W颗粒骨架实际形貌,建立了球形颗粒堆积骨架模型;在等径与非等径多孔体系内部,分析了铜液在渗流路径中的压力及速度矢量分布;得出了当W粉平均粒度为5μm时,铜液在多孔体系内部的熔渗深度与熔渗时间的关系,模拟结果与实验相符。     

不同粒度W粉与TiH2液相烧结制备W-10Ti合金

以粒度6和300nm的高纯钨粉级配后与TiH2粉混匀,经冷等静压压制后采用液相烧结制备W-10Ti合金。通过测试合金致密度,利用XRD,SEM及TEM等测试手段,研究了不同钨粉粒度对W-10Ti合金显微组织和相组成的影响。结果表明:全部用6μm钨粉时,制备的W-10Ti合金致密度仅为85%;但组织中W和Ti分布比较均匀,形成相结构相对单一的富W固溶体。全部用300nm钨粉时,合金致密度可达到97%以上,但组织中有较多的富Ti固溶体。采取纳米与微米W粉级配时,级配比越小,W-10Ti合金中富W固溶体含量越多,但致密度越低。级配比为1:2时,致密度可达到95%,且形成相对单一的富W固溶体相。     

添加碳对氧化钨氢还原制备纳米钨粉的影响

针对氧化钨氢还原过程中因"挥发-沉积"作用而导致W粉晶粒快速长大和异常长大现象,利用添加碳的方法抑制氧化钨挥发,制备了平均粒径56.4 nm的球形W粉,并研究了添加碳对还原机制的影响。结果表明,W粉的粒度和纯度与前驱体配碳比有关,最佳配碳比为2.6。W粉粒径随还原时间延长不断增加,长大趋势与还原温度密切相关。随着还原温度由680℃升高至760℃,W粉晶粒长大速率变慢,粒径和残余碳含量显著降低,分散性变好;继续升高温度,W粉粒径略有增加。在710℃以上,还原产生的水蒸气与碳反应生成CO和H_2,显著降低体系中水蒸气的分压,抑制挥发性水合物WO_2(OH)_2的产生,W粉的主导长大方式也由挥发-沉积转变为原子扩散机制。     

Cu粉粒径对W-40Cu合金伪半固态挤压铸造件性能的影响

采用粒径为10、25、40 μm的金属Cu粉与平均粒度为3 μm的W粉,通过伪半固态触变挤压铸造制备了W-40Cu 合金筒形件.结果表明,在加热温度为1 350℃、挤压力为500 MPa的条件下,减小Cu粉粒径有利于触变挤压铸造成形件力学性能的提高;Cu粉粒径越细,成形件导电性能越好.     

高纯W-Si合金粉的研制

以高纯W粉、Si粉为原料,在真空环境下进行高温预合金化处理,制备了高纯W-Si合金粉。通过优化,确定了最佳预合金化温度为1000℃;合金粉中,单质W相消失,生成WSi2相。粉末粒度呈单峰分布,d50为21.037μm,d90为50.905μm,纯度可达到99.995%以上。采用合金粉烧结的磁控溅射靶材的微观组织、成分均匀分布,解决了W-Si靶材成分难以均匀的难题。     

碳辅助氢还原与普通氢还原制备W粉的对比研究

在相同的还原工艺参数下,以碳辅助氢还原法和普通氢还原法分别制备W粉,采用XRD、SEM、TEM和HRTEM对不同还原方法制得W粉的物相、形貌和粒度分布进行对比研究,并讨论还原方式对W粉粒径和形貌的影响机理。结果表明:碳辅助氢还原W粉的还原长大机制以固相局部化学反应为主,平均粒径均不超过60 nm,W粉一次颗粒呈均匀细小的球状或椭球状形貌,颗粒间没有明显的团聚或粗化现象;普通氢还原以"挥发-沉积"长大机制为主,所得W粉颗粒粗大,粒径为微米级,发育完全,颗粒呈类球形多面体结构,部分晶粒之间相互交联。     

钨粉注入对等离子温度的影响效应及球化实验研究

对前驱体粉体颗粒注入到等离子中的等离子温度变化情况进行研究可为粉体球化工艺优化提供参考。本文采用单一因素法研究了钨（W）粉注入前后不同功率及不同位置处等离子射流发射光强及温度的变化规律,并对粒度D50=20±5μm的W粉进行了球形化处理及性能表征。结果表明：W粉颗粒的注入使等离子发射光强、温度均下降;随着功率增加,对等离子温度的影响效应减弱;当P=56kW时,球化率与卫星率分别约为95%和21%,粉体的流动性及密度均明显改善。     

W粉球磨时间对W粉、WC粉及其制备的合金性能的影响

本文通过对粗、细两种W粉进行球磨,研究不同球磨时间下W粉粒度、形貌及亚晶尺寸的变化,再制备成WC及合金,观察其对WC及合金性能的影响。试验结果表明:随着W粉球磨时间的延长,细W粉中的团粒和粗W粉的聚集体先破碎或分离,随后钨晶粒在球的冲击下发生变形,特别是粗大钨晶粒中形成许多位错、裂纹等缺陷,导致亚晶尺寸不断变小。球磨后钨晶粒中存在的位错和表面裂纹在碳化开始时可有效提高碳原子向W粉颗粒内部的扩散速率,但这种影响随碳化温度提高或碳化时间的延长而不断减弱。随着W粉球磨时间的延长,其合金的磁力值均呈增加,表明合金中WC的晶粒度不断减小,但晶粒度的变化幅度不大;球磨时间对合金其它性能没有明显影响。长时间球磨粗W粉中出现少量扁平的W粉颗粒,在其制备的WC粉中也能发现,这可能是粗晶合金的金相组织中长条状晶粒数量增加的原因。     

钽粉颗粒强度的研究

研究了采用激光粒度分布仪测试电容器级团化钽粉粒度分布及强度的方法。其中心内容是:先采用3种不同比表面积、松装密度和费氏平均粒径的钠还原原粉,按3种烧结工艺制得团化钽粉。然后把烧结得到的6种试样加入纯水中,以200～300r/min进行高速搅拌并以40W,42kHz超声波振动。将激光衍射分析仪的激光束穿过经不同搅拌时间的悬浊钽粉,测得不同时间的钽粉粒径分布曲线。分析分布曲线可以获得团化钽粉的一系列信息,包括:①几种团化钽粉颗粒的相对强度;②影响团化钽粉颗粒强度的因素;③钽粉强度和其他性能如介电损耗、流动性,平均粒径及密度的关系等。     

前驱粉粒度对Bi-2223带材微观结构和超导电性的影响研究

本文主要研究了前驱粉粒度对Bi-2223带材微观结构和超导电性的影响。通过调整溶液浓度和机械球磨,采用喷雾热分解方法制备了三种不同粒度的前驱粉(7um,2um,<1um)。三种粒度的前驱粉经热处理后的相组分均为Bi-2212,(Sr,Ca)_xCu_yO_d (AEC)和CuO。研究发现,AEC相的尺寸和含量均随着前驱粉粒度的减小而增加。在平均粒度为2um的前驱粉中,CuO相的含量和大小均为最小。采用这三种不同粒度的前驱粉制备的37芯带材,前驱粉平均粒度为2um的带材具有最高的临界电流,同时相对于另外两根带材,该带材中有最高的Pb-3221相和最少的AEC含量。研究结果表明,前驱粉粒度的大小主要影响了前驱粉中AEC和CuO两种相的大小和含量,进而导致了所制备带材的临界电流及芯丝中非超导相的变化。     

碳化钨粉分级对粉末特性与合金性能的影响

对市售16μmWC进行风力分级,得到了粗中细三种粒级的粉末,分析了原粉、分级粉的供应态和研磨态费氏粒度、粒度分布等特性,比较了用4种粉末制备的WC-10%Co的合金特性。结果表明:分级粉的均匀性都有改善;粗粉费氏粒度是细粉的2倍,研磨态粒度则相差很小;粉末的碳含量是随分级粉粒度变小而增高。4种粉末制备的合金的密度、硬度、磁力、钴磁差别不大,分级粉的抗弯强度则随着粒度变细而提高,Fsss供/Fsss研的值越小,合金强度越高,比值为3.1的细粉制备的合金的抗弯强度比其值为6.2的粗粉合金的抗弯强度提高29%,且金相组织中的WC和Co相最为均匀。