氢还原三氧化钨制取亚超细钨粉

本文讨论了氢还原三氧化钨制取亚超细钨粉的基本原理和工艺控制方法。指出还原过程中粉末粒子长大的主要机理是气相迁移。还原过程中WO_2.72的出现是气相迁移的一种标志。为了制取亚超细钨粉,应该使还原反应绕过WO_2.72阶段。除传统的还原工艺控制方法以外,改变推舟方向是调节钨粉粒度的重要措施之一。肯定顺氢还原有利于制取亚超细钨粉和提高还原效率。在选择合适的三氧化钨作原料的前提下,通过采用顺氢还原以及传统的工艺控制方法,可以工业规模制取0.1～0.3微米,且不自燃的亚超细钨粉。     

掺杂钨原料性能分析和比较

掺杂钨丝粉末原料的特性,特别是钨粉粒度及其分布,钨粉中掺杂剂Si、Al、K的含量及分布状态,均对钨丝质量产生直接影响。本文重点对“A、B、C”三个厂家的粉末原料(APT、WO_3、掺杂WO_3、WO_2和钨粉)在生产过程中粒度及其分布进行了测定,对钨粉酸洗前后的掺杂剂的含量变化进行了测定,结果表明:APT(或WO_3)的粒度及其分布对最终掺杂钨粉的粒度及分布两者颗粒的大小之间并没有单值关系,无论用粗颗粒二氧化钨粉末还是细颗粒的三氧化钨粉末,依生产过程中还原制度的差异,     

亚微米晶WC-Co硬质合金中粗晶组织的形成

原料粉末氧化问题是亚微米晶硬质合金生产中一个不可回避的难题,因为氧化料会在硬质合金制备过程中形成粗晶或孔洞,使合金性能降低。本文在亚微米晶WC-Co硬质合金中添加氧化料并在不同温度下烧结,采用SEM观察氧化料在烧结过程中的形貌变化特征。结果表明压坯中的氧化料在烧结后会形成明显的粗晶组织。氢气烧结条件下粗晶组织更加明显。对粗晶组织的形成机理进行探讨,认为粗晶组织的形成是气相反应的结果,中间经过产生脱碳相组织CoxWyCx和W2C的过程。TG-DSC结果表明,在常压Ar气氛条件下,碳粉还原Co3O4的反应温度为732℃,碳粉还原WO3的反应温度为1 050℃。     

装舟量及还原时间对氧化钨物相形貌的影响

利用X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度仪、比表面仪及费氏粒度仪,研究了装舟量及反应时间对高纯WO_3还原成钨粉过程中的相结构、粉末形貌和粒度分布的影响。结果表明:WO_3在700℃温区内转变生成WO_2,虽然装舟量对此阶段反应程度影响较小,但影响WO_2颗粒形貌;在进入800℃温区后W粉在WO_2颗粒上进行形核,随反应时间的增加,粉末粒度呈正态分布,但在此温区并未形成完善的钨粉形貌。     

碳热还原法制备Cr_3C_2-WC复合粉末的研究

采用碳热还原法在1 400℃反应1 h制备了Cr_3C_2-30WC复合粉末。采用XRD和SEM对复合粉末的相成分和显微组织进行了分析表征,并以自制Cr_3C_2-10WC复合粉末为原料制备了Cr_3C_2基金属陶瓷。结果表明,Cr_3C_2-30WC复合粉末合成反应的相转变主要为:WO_3→WO_(2.9)→WO_(2.72)→W(W_2C)、Cr_2O_3→Cr_7C_3→Cr_3C_2以及W固溶到Cr_3C_2中形成(Cr,W)C固溶体。随着碳热还原温度的升高,复合粉末的粒度增大,在1 400℃下出现由3～5μm左右的小颗粒聚集熔合成的10～20μm大团粒。Cr_3C_2-10WC复合粉末能明显抑制传统Cr_3C_2-20Ni金属陶瓷的硬质相长大,使得金属陶瓷的抗弯强度由850 N/mm~2提高到1 240 N/mm~2,提高幅度达45.9%;HV_(30)硬度从930 MPa提高到了1 030 MPa,提高约10.8%。     

氧化钨氢还原过程中产物形貌的变化

以蒸发结晶法制得的仲钨酸铵为原料,制备了三氧化钨、蓝色氧化钨、WO_(2.72)、二氧化钨以及 WO_(2.72)-WO_2混合物和WO_2-α-W混合物的样品,用扫描电镜进行了形貌研究。对用固态合成法制备的WO_(2.72)与用氢还原法制备的WO_(2.72)作了形貌比较,说明两者共有的柱状晶是WO_(2.72)的固有晶形,不一定与气相迁移反应有关。氢还原钨粉的粒度在颇大程度上取决于二氧化钨的粒度。从蓝色氧化钨或WO_(2.72)到二氧化钨这一还原阶段,对钨粉粒度具有决定性影响。WO_(2.72)到二氧化钨及二氧化钨到钨粉的还原,并非按核收缩反应模式,还原反应是从假颗粒内外的活性点开始向周围扩展的。     

氧化钨粉还原碳化机理分析及超细碳化钨粉的制备

以碳化过程和碳化机理分析为基础,以蓝钨(WO_(2.9))和紫钨(WO_(2.72))为原料,研究了碳化温度、碳化时间和W粉粒度对制取WC粉粒度的影响。试验结果表明,以WO_(2.72)为原料时,所制备的粉末粒度均小于以WO_(2.9)为原料所制备的粉末粒度,故以WO_(2.72)为还原碳化制备超细WC粉的原料为最优选择。在W粉粒度为0.2~0.3μm,碳化温度为1 350℃,碳化时间为10min/舟的条件下,最终得到WC粉粒度为0.4~0.5μm,完全符合超细WC粉末标准。     

超粗晶WC粉的制备工艺研究

研究了加盖还原-高温碳化法制备超粗晶WC粉的工艺,即先将WO_3装入特殊舟皿中,在930~980℃下进行氢还原,然后在2 300℃下进行碳化。与传统中温还原-高温碳化法和掺杂还原-高温碳化法相比,加盖还原-高温碳化法制备的超粗晶WC粉颗粒发育更为饱满,晶粒尺寸更为粗大,粒度分布更为均匀,粉末结晶更为完整。本工艺制备的WC粉研磨粒度已达7.4μm,符合超粗晶WC的粒度要求。     

水热还原法制备W-Cu复合粉体的工艺研究及表征

利用XRD、SEM、TEM等检测手段,对制备新型W-Cu合金过程中的产物显微组织进行研究和标定。结果表明:水热过程中,Na_2WO_4·2H_2O和Cu(NO_3)_2·3H_2O发生反应,水热反应产物主要由球形Cu WO_4·2H_2O和Cu_2WO_4(OH)_2的复合络合物组成,该络合物粉末分散性好,粒度均匀,平均粒径10~15 nm;煅烧后,水热产物转变为由CuWO_(4-x)、CuO和WO_3组成的混合氧化物粉体;经H2还原,氧化物粉末完全转化成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20~60 nm,且Cu的存在对WO3的还原起催化作用。     

W-Al_2O_3复合粉末制备工艺研究

采用溶胶凝胶法、共沸蒸馏法和水热合成法制备了Al_2O_3掺杂W粉末,并经煅烧以及两段氢气还原过程制成W-Al_2O_3复合粉末。通过SEM形貌观察以及XRD物相分析可知,由3种方法制备的Al_2O_3掺杂W粉末经过煅烧均得到了稳态单斜相WO_3和非稳态六方相WO_3;其中水热合成法制得粉末形貌较为规则,为均匀的小球状;经过一段氢气还原,WO_3被还原为低价态的WO_2和不饱和价态的WO_3-x;二段氢气还原后得到了细小的W-Al_2O_3复合粉末。采用溶胶凝胶法制备的W-Al_2O_3复合粉末,由于Al_2O_3包裹在W颗粒表面阻碍了后续被还原W原子的沉积,相较于其他两种方法细化作用更加明显,颗粒可达纳米级。     

粉末样品的粒度对压片-X射线荧光光谱法测定炉渣准确度的影响

压片-X射线荧光光谱法(XRF)测定炉渣的准确度常常受到粒度效应和矿物效应的影响。实验结合扫描电镜和能谱仪的检测手段,从宏观和微观的角度研究了炼钢精炼炉渣各组分在不同粒径范围的分布;对不同制备方法制得的粉末样品进行压片法和熔片法制片后采用X射线荧光光谱测定,并分析了检测结果产生差异的原因;借助ANOVA一元方差统计分析法,在0.16~0.088mm粒度范围内,讨论了粒度对不锈钢精炼渣、电炉渣、碳素钢精炼渣、电炉渣主成分的压片-X射线荧光光谱法结果的影响:同一样品的同一组分在不同粒度范围内所占份额不同,特别是氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁尤为显著,以至影响样品的均匀性和代表性;当样品粒度研磨至0.16~0.088mm时,粒度影响不显著,压片法测定结果趋于稳定,可满足生产检验需求。     

粒度可控氧化钇粉体的制备

以硝酸钇为原料溶液,采用氨水-草酸2步沉淀法合成了中心粒径（D₅₀）为1.00~2.00 μm的氧化钇粉体,粉体分散性好,粒度可控.考察了沉淀剂的浓度、物料的浓度、反应温度、加料速度以及pH值等因素对氧化钇粉末中心粒度的影响.采用激光粒度仪、比表面仪、扫描电子显微镜等仪器对实验过程及实验结果进行表征和分析.结果表明,在氨水浓度为1.0 mol/L、草酸质量浓度为10 %、滴加速度为20 mL/min、草酸溶液温度为80 ℃、氨水沉淀后pH值在7~8之间、草酸转化后pH值小于1的条件下,可通过调节硝酸钇的浓度在0.4~0.8 mol/L之间,以制备中心粒径（D₅₀）在1.00~2.00 μm范围内、比表面积在3.2~13.3 m2/g之间的氧化钇粉体.      

利用尾矿生产氧化锌微粉的试验研究

以锌熔铸浮渣球磨水洗后的尾矿为原料 ,制备高纯氧化锌微粉 ,经粒度分析仪、X射线粉末衍射和透射电镜检测 ,粒径达到 10 μm以下 ,氧化锌粉末呈六方晶系     

粉末粒度和氧含量对HIP态FGH96合金组织的影响

对氩气雾化法制备的高温合金FGH96粉末进行了热等静压(HIP)处理,分析了粉末粒度和氧含量对HIP态合金组织的影响,研究了FGH96合金组织中PPB的类型、相结构和形成机制。结果表明,氩气雾化FGH96粉末的氧含量较低,平均氧含量约为50×10-6,随着粉末粒度降低,颗粒比表面积增大,促进了粉末氧含量的升高;粉末经HIP处理后氧含量具有遗传特征,原始粉末氧含量越高,HIP态合金氧含量也越高,且平均氧含量增至83×10-6;粉末尺寸和氧含量对合金致密化行为无明显影响,HIP态合金密度约为8.33 g·cm-3。小尺寸粉末制备的HIP态合金原始颗粒边界主要析出ZrO2和MC碳化物,而大尺寸粉末制备的HIP态合金原始颗粒边界主要析出大尺寸花瓣状γ’相和少量MC碳化物。粉末粒度和氧含量影响PPB析出,小尺寸粉末因氧含量高经HIP处理时颗粒边界处存在更多、尺寸更大稳定的ZrO2,ZrO2成为MC碳化物析出形核的核心,促进了大量MC碳化物的析出。     

Effect of scandia on tungsten oxide powder reduction process

Scandia doped tungsten powders were prepared by spray drying combined with two-step hydrogen reduction.The particle size of doped tungsten powder,powder morphology and doped tungsten matrix were characterized by scanning electron microscope,X-ray diffrac-tion and laser diffraction particle size analyzer,respectively.The reduction behavior of Sc2O3 doped tungsten oxide and the effect of Sc2O3 on the property of tungsten powder were studied by the temperature programmed reduction.The experimental results showed that the pre-cursor powders prepared by spray drying had spherical shape.The addition of Sc2O3 could decrease the reduction temperature of tungsten oxide.The scandia doped tungsten powder had sub-micrometer size in the range of 0.1 to1 μm and scandium distributed evenly in the powder.By using this kind powder,sub-microstructure cathode matrices with semispherical grains and homogenous distribution of scan-dium were obtained.     

湿固相机械化学反应法改性制备复合超细氧化铈

采用湿固相机械化学法对氧化铈粉体进行改性处理,考察了改性剂的反应率,机械化学反应时间、煅烧温度、添加剂用量等条件与超细氧化铈粉体的粒度、密度、悬浮性及硬度之间的关系,分析测定了物相和外观形貌。制备了复合超细氧化铈粉体,使常态下基本不发生化学反应的改性剂与被改性的粉体颗粒进行了良好的结合,从而改善了超细氧化铈的性能。     

超声波辅助共沉淀法制备钐铁复合氧化物粉体

采用超声波化学共沉淀法制备磁性材料用钐铁复合氧化物粉体,考察超声波功率、超声波时长、pH值、分散剂、温度、陈化时间对前驱体粒度的影响,对采用微波辅助和未采用微波辅助所得钐铁复合氧化物粒度和形貌进行对比分析。研究表明最佳条件为：超声波功率150 W,超声波辅助时间为15 min,pH值为6,不添加分散剂,陈化时间1 h;使用微波辅助反应制备的钐铁复合氧化物粉体较未采用超声波辅助所得钐铁复合氧化物粉体平均粒径更小,分散性更好。     

大颗粒LSM的制备及表征

采用共沉淀法制备了固体氧化物燃料电池的阴极材料LSM(La0.8Sr0.2Mn03).利用XRD、粒度分析仪、BET、SEM测试手段分析灼烧温度对所得粉体的晶相组成、颗粒粒度、比表面积及粉体形貌的影响.研究结果表明,随着灼烧温度的升高,形成的钙钛矿型结构渐趋完整,粉体的粒度逐渐增大,比表面积逐渐减小,其中心粒径都在30μm以上.     

表面改性剂在溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌中的应用

以草酸与二水合醋酸锌为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米氧化锌。探讨了不同表面改性剂及其用量对氧化锌粉体的粒度、形貌及分散性的影响。利用SEM、TG、IR、XRD对氧化锌粉体进行了表征。结果表明十二烷基硫酸钠和聚乙二醇6000能有效地分散颗粒和控制颗粒的团聚。制得粒径在80 nm左右、纯度高、晶型良好、分散性好的纳米氧化锌。     

Effect of scandia on tungsten oxide powder reduction process

Scandia doped tungsten powders were prepared by spray drying combined with two-step hydrogen reduction. The particle size of doped tungsten powder, powder morphology and doped tungsten matrix were characterized by scanning electron microscope, X-ray diffraction and laser diffraction particle size analyzer, respectively. The reduction behavior of Sc₂O₃ doped tungsten oxide and the effect of Sc₂O₃ on the property of tungsten powder were studied by the temperature programmed reduction. The experimental results showed that the precursor powders prepared by spray drying had spherical shape. The addition of Sc₂O₃ could decrease the reduction temperature of tungsten oxide. The scandia doped tungsten powder had sub-micrometer size in the range of 0.1 to1 μm and scandium distributed evenly in the powder. By using this kind powder, sub-microstructure cathode matrices with semispherical grains and homogenous distribution of scandium were obtained.