球形钨粉制备与应用研究进展

球形钨粉是钨的深加工及开发高附加值产品的重要基础材料,具有非常重要的意义。笔者综述了国内外典型的几种球形钨粉制备工艺以及近年来球形钨粉在多孔钨部件、热喷涂领域以及粉末冶金工艺中的应用研究。指出等离子体法将是钨粉球形必不可少的工艺之一。     

球形钨粉的制备及粉末特性研究

以团聚严重、不规则形状的还原钨粉为原料,经过球磨处理后,采用射频等离子体球化技术制备球形钨粉。在射频等离子体球化过程中,研究原料粉末形态对球化结果的影响。采用扫描电子显微镜、激光粒度分析仪和BT-100粉体综合特性测试仪对球磨和球化处理前后粉末的形貌、粒度、松装密度和振实密度进行测试和分析。结果表明:球磨处理后,钨粉颗粒分散状态良好,粒径明显降低,粒度分布明显变窄;经过球化处理后,钨粉颗粒呈规则球形,表面光滑,松装密度和振实密度得到明显提高。     

低成本等离子体球化技术制备热喷涂用球形钨粉的工艺研究

球形钨粉因其流动性好,得到的涂层更均匀、致密等特点在热喷涂领域受到重视。但是,粉末球化的主要手段,如等离子体球化技术成本太高未能得到普遍推广。本文采用大气等离子体喷涂设备,以费氏粒度为20μm的普通钨粉为原料,氮气送粉和自制水冷系统来研究低成本的等离子体球化技术制备热喷涂用球形钨粉的工艺。研究表明,大气等离子体喷涂球化过程中钨粉的氧化程度与等离子体功率密切相关,球化功率为30kW时,经该工艺处理所得的钨粉具有非常好的球形度,且在球化过程中氧化程度低。     

热等离子制备球形纳微钨粉及烧结性能和应用研究进展

球形钨粉对于开发高附加值的产品具有十分重要的意义。热等离子技术是制备球形钨粉的有效手段。文章综述了热等离子制备球形纳微钨粉及其烧结性能,等离子球化得到的球形微米钨粉具有各向同性、堆积密度大等特点,有助于得到孔隙均匀贯通的多孔钨基体;等离子制备得到的近球形纳米钨粉分散性好、具有较高的烧结活性且特殊的形貌对晶粒的生长表现出较好的抑制作用。最后总结了球形钨粉在过滤材料、电子材料以及复合材料等领域的应用研究进展,球形钨粉因其特殊的形貌在上述领域具有极其广阔的应用前景。     

酸沉淀法制备超微细球形钨粉

以钨酸铵为原料,在超声和机械搅拌下与强酸发生反应得到钨酸沉淀,再经干燥、研磨、过筛后在常规氢气炉中进行还原得到钨粉。研究了酸的种类及用量和分散剂对钨粉粒度、颗粒形貌及分散程度的影响。结果表明,强酸种类及用量都对钨粉形貌产生影响,当硫酸与钨酸铵的体积比为17∶100时所得钨粉粒度均匀且近乎球形。此外,采用硫酸为沉淀剂的反应体系中(H2SO4∶(NH4)2WO4=17∶100),分散剂十二烷基硫酸钠的加入可使钨粉粒度更均匀,颗粒更分散,形状为球形,平均粒径1.5μm左右。     

微纳钨粉制备方法研究评述

难熔金属钨由于电子迁移抗力强、高温稳定性好以及电子发射系数高等优点,在半导体制造中被用于制备溅射薄膜材料的钨和钨合金靶材。微纳钨粉作为制造半导体用钨和钨合金靶材的重要原料,其性能影响半导体用钨和钨合金靶材的稳定性、薄膜沉积速率等性能,研究其合成方法具有重要的意义。综述了国内外微纳钨粉的合成方法,重点对氢还原法、碳氢还原法、高能球磨法、等离子体技术等在微纳钨粉合成领域的研究进行了综述,同时对酸沉淀法、循环氧化还原法、喷雾干燥法进行了简单的介绍,并对这些合成方法的优缺点进行了简单评述。在氢还原法中,突出介绍了不同种类钨原料在微纳钨粉合成中的应用;碳氢还原法中,重点介绍了添碳氢还原法和碳还原-氢还原两步还原法两种工艺路线,探究了C/WO₃比对两种工艺路线结果的影响;高能球磨法中,总结了球磨介质、球料比、过程抑制剂等球磨参数对球磨效果的影响;等离子体技术介绍中,总结了现有的钨原料在微纳钨粉中的应用情况。     

高性能超细钨粉的制备工艺研究

综述了近年来制备超细钨粉的主要生产工艺,包括高能球磨法、氧化钨还原法、钨粉氧化还原法、仲钨酸铵直接还原法、喷雾干燥法、溶胶-凝胶法、反向微乳液介导法、熔盐电解法、相转移合成法和自蔓延高温还原法等,并分析了这几种方法的优缺点和最新研究进展。     

仲钨酸铵直接还原钨粉的制备工艺研究

探讨了以仲钨酸铵为原料,在氢气中直接还原制备钨粉,研究了还原温度和时间等参数对钨粉粒度和形貌的影响,分析了由该工艺所制备的钨粉其形貌特征对钨粉成形性能的影响。     

等离子旋转电极雾化制备钨粉及性能表征

采用等离子旋转电极雾化技术(PREP)制备球形钨粉,利用激光粒度分析仪、氧氮分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对钨粉末的粒径分布、氧含量、微观形貌、表面组织进行分析。结果表明:球形钨粉粒度集中分布在45~150μm,呈单峰分布,理论中位粒径85.5μm与实测粒径80μm接近。钨粉氧增量均小于0.001 5%,其中45~150μm粉末比15~53μm的粉末氧增量更低,仅为0.000 38%。15~53μm钨粉表面光洁,几乎无空心粉。钨粉物理性能优异,且粒径在45~150μm的钨粉性能优于15~53μm的。     

采用正交试验法优化等离子制备球形钨粉

本文采用正交试验的方法优化等离子球化钨粉的试验参数,最终确定最优的参数为:电压75V,电流500A,送粉速度50g/min,喷射距离50cm,主气流量1800ml/min。球化后的钨粉流动性由17.7s/50g变化到5.8s/50g,球化后是球化前的32.8%,松装密度由原来的4.94g/cm~3提高到10.84 g/cm~3,增加了一倍有余。     

球形碳化钨粉末制备技术的探讨

概述了热喷涂高新材料球形碳化钨粉末制备技术的研究进展。从原料、熔融方式、球形化方式及技术特点等方面对各种制备方法进行了对比分析。最后提出了超高温熔炼气体雾化法是球形碳化钨粉末制备的首选技术。     

从钨矿物原料制取钨粉的新工艺

针对现行钨冶金工艺中存在的问题,在已有技术的基础上,开发了一种由钨矿物原料制取钨粉的新工艺,该工艺删去了现行工艺中的离子交换(或镁盐净化-萃取)过程,具有流程短,环境友好,全流程基本上封闭的特点。     

国外高纯钨粉和钨材制备

简要介绍了国外高纯钨粉及钨材的某些制备工艺，并给出了某超纯钨粉及硅化钨粉(WSix)的分析结果。     

AH法制备钨粉过程中钨粉粒度的控制研究

研究了AH法制备钨粉中氢还原过程的工艺参数与钨粉平均粒径之间的关系。结果表明还原温度、装舟量和保温时间与钨粉平均粒径呈一定的函数关系。实验数据经线性回归处理,获得预测和控制钨粉平均粒径的回归方程。     

钨粉制备工艺对压坯强度影响的研究

采用仲钨酸铵一步还原法,系统的研究了还原过程中还原温度、氢气流量、料层厚度、还原时间等参数对钨粉压坯强度的影响,并分析了各参数对压坯强度的影响机制。生产过程稳定易控制,实现了工业化生产。     

高性能阴极基体用超细钨粉的制备

采用反向滴加沉淀法、微乳法和溶胶-凝胶法3种液相方法合成超细WO3，然后将超细WO3在高纯氢气氛中还原成超细钨粉。XRD，SEM和数学统计分布软件结果分析表明，溶胶-凝胶法得到立方相钨粉，颗粒大小均匀且具有良好的球形度，平均粒径约为200nm，满足高性能阴极基体的要求。微乳法制备的钨粉形貌为片状，不适合作阴极基体的原始粉料。     

球形碳化钨粉末的制备

本文分析了WC的碳化机理,并采用工业炭黑与球形钨粉干混球磨,分别在1800℃、1900℃和2000℃条件下碳化,制备出球形碳化钨粉末。通过碳量检测、SEM,X射线衍射及能谱分析,结果表明：碳化钨粉末为球形,温度在2000℃时,钨粉碳化最充分,纯度高,没有游离碳及其它杂质。     

球形/类球形钽粉的制备

研究了用氢化破碎技术制备球形/类球形钽粉的工艺及钽粉的性能。以二次电子束高温轰击的高纯钽锭为原料,经过氢化吸氢,球磨机磨筛制粉,然后经过脱氢处理,再经气流粉碎机进行气流整形,得到形貌改善的原粉,通过酸水洗除杂,真空热处理及镁还原降氧过程,得到球形/类球形钽粉。这种钽粉由独立的、单一的粉末颗粒组成,钽粉的粒度分布范围集中,D90小,流动性好,氧含量低,可以满足3D打印、喷涂等方面的应用要求。