納米氧化鎢薄膜光致變色效應的應用
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年3月11日
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氧化鎢的光致變色特性在光資訊存儲、光調控、光開關、光學器件材料、光資訊基因材料等領域具有廣闊的應用前景。目前利用氧化鎢光致變色特性已經設計制造出了不少實際應用的器件，如可用于分解水的WO3/TiO2複合太陽能電池，同時具有光致變色電致變色特性的智慧窗(PV-ECsmartwindows)等。
光學記錄和圖像存儲
利用光致變色化合物受不同強度和波長光照射時可反復迴圈變色的特點，可以將其製成電腦的記憶記憶元件，實現資訊的記憶與消除過程。其記錄資訊的密度非常大，而且抗疲勞性能好，能快速寫入和擦除資訊。非晶態的WO3在被KrF受激準分子雷射器產生的波長為248nm的鐳射照射下會變成紫色，再被Nd-Y-Al石榴石雷射器產生的波長為1.06μm的鐳射照射又可以變成無色。研究還發現，利用WO3在退火過程中光學特性發生變化的特性製作的一次性寫入式光學記錄盤，其資料最大存儲密度可達25GB。此外WO3在紫外光照射下變藍的光敏特性可用於自顯影全息記錄照相。在透明膠片上塗上一層很薄的WO3薄膜，其對可見光不感光，在紫外光的照射下變成有色影像。這種成像方法解析度高，不會發生操作誤差，而且影像可以反復錄製和消除。
光學禁帶寬度可調的光子晶體
光子晶體是介電常數在空間呈週期性排列形成的人工結構。與普通晶體一樣，光子晶體的週期排列具有能帶結構，光子能帶之間可能存在光子帶隙或光子禁帶。光子帶隙或禁帶是指一個頻率範圍，在這個頻率範圍裏的電磁波不能在這個光子晶體裏傳播，而頻率位於能帶裏的電磁波則能在光子晶體裏幾乎無損地傳播。帶隙的寬度和位置與光子晶體的介電常數比值有關係。WO3在光的照射下或電場的作用下其介電常數可以大範圍連續改變，因此用氧化鎢在聚苯乙烯範本上製作的反蛋白石結構的光子晶體可以更加有效的調控光路。
染料敏化太陽能電池
染料敏化太陽能電池(DSSC)是指以染料敏化多孔納米結構薄膜為光陽極，根據光生伏特原理，將太陽能直接轉換成電能的一種半導體光電器件。光電轉換效率和作為光陽極薄膜的禁帶寬度有很大關係，一般選取禁帶寬度為3.2eV的TiO2作為光陽極薄膜。WO3具有跟TiO2類似的能帶結構，只是其禁帶寬度相對較小，但是染料敏化氧化鎢太陽能電池產生的電能足以驅動利用氧化鎢電致變色薄膜變色特性製作的智能窗、顯示器等電致變色裝置。而且這樣同時利用氧化鎢的光致變色-電致變色特性的裝置在結構上相對簡單，綠色環保。
防紫外線薄膜
氧化鎢對紫外光敏感，因此可以製成薄膜，塗覆在玻璃窗外防止紫外線對人體的傷害。如果在太陽鏡上鍍上氧化鎢薄膜，在光強的時候，自動變色遮罩紫外線，可以減少紫外線對人眼的傷害。此外氧化鎢還可用於探測是否有紫外線的存在及紫外線的強度大小。
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鎢合金飛鏢筒形狀有哪些？
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年3月11日
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鎢合金飛鏢筒是鎢合金飛鏢部件的最主要的部分，鎢合金飛鏢筒通常由高比重鎢合金製作，80~95%的鎢和其他配比的粘合劑（鎳，銅，鐵）。與此同時，我們也可以提供低於80鎢的鎢合金飛鏢筒，但是粘合劑只能是銅，然而，這樣的鎢合金飛 鏢筒從表面上看起來更像銅而不像鎢。除此之外，我們還可以根據客戶的不同需求提供其他配比的鎢合金飛鏢筒，鎢含量不同，鎢合金飛鏢筒的價格也不同。鎢合金飛鏢筒有四種形狀：
a)垂直型鎢合金飛鏢筒，
b)中心重型鎢合金飛鏢筒，
c)魚雷型鎢合金飛鏢筒 - 鏢筒的底端最寬，
d)炸彈型鎢合金飛鏢筒 - 類似魚雷的形狀，但最大寬度離底端稍遠。
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納米氧化鎢薄膜光致變色特性
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在外界激發源的作用下，一種物質或一個體系發生顏色明顯變化的現象稱為變色性。光致變色是指一種化合物A受到一定波長的光照射時，可發生光化學反應得到產物B，A和B的顏色明顯不同。B在另外一束光的照射下或經加熱又可恢復到原來的形式A。光致變色(Photochromism)是在光的作用下發生的一種可逆的化學反應。作為過渡金屬氧化物，氧化鎢薄膜是一種優異的光致變色材料，研究發現氧化鎢在紫外光照射下會變成藍色。由於氧化鎢的光致變色特性在光資訊存儲、光調控、光開關、光學器件材料、光資訊基因材料等領域中具有廣闊的應用前景而倍受關注。
納米氧化鎢薄膜光致變色的機理氧化鎢的光致變色效應伴隨著可逆的氧化-還原反應，目前普遍認可的變色機理可用1975年由Faughnan提出的雙電荷注入/抽出模型解釋，即在紫外光照射下，價帶中的電子被激發到導帶中，並產生電子空穴對，隨後光生電子被W(VI)捕獲，生成W(V)，同時光生空穴氧化薄膜內部或表面的還原物種，生成質子H+，注入薄膜內部，與被還原的氧化物結合生成藍色的鎢青銅HxWO3，藍色是由於W(V)價帶中電子向W(VI)導帶躍遷的結果。W6(A)+W5(B)<=>W5(A)+W6(B),由於上述變化不會破壞材料的晶體結構，因此氧化鎢材料的光致變色效應具有良好的可逆性和耐疲勞性能。
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氣相法製備納米氧化鎢
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氣相法生長晶體，就是將擬生長的晶體材料通過昇華、蒸發、分解等過程轉化為氣相，然後通過適當條件下使它成為飽和蒸氣，經冷凝結晶而生長成晶體。
氣相法晶體生長的特點是：生長的晶體純度高；生長的晶體完整性好；晶體生長速度慢；有一系列難以控制的因素，如溫度梯度、過飽和比、攜帶氣體的流速等。目前，氣相法主要用於晶須生長和外延薄膜的生長（同質外延和異質外延），而生長大尺寸的塊狀晶體有其不利之處。氣相法主要可以分為兩種：物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition, PVD）：用物理凝聚的方法將多晶原料經過氣相轉化為單晶體，如昇華-凝結法、分子束外延法和陰極濺射法；化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition, CVD）：通過化學過程將多晶原料經過氣相轉化為單晶體，如化學傳輸法、氣體分解法、氣體合成法和MOCVD法等。
目前氣相法是製備納米氧化鎢極其重要的方法之一。氣相法是使用氣體為原料在氣相流中利用一些物質可以發生化學反應，形成的基本粒子再經過成核、通過生長兩個階段來合成粒子、晶須或晶體等工藝過程來合成納米材料，這種方法操作比較簡單，使用成本低，同時可以製備出純度較高，樣品顆粒分散性很好的納米材料，同時又由於該樣品具有功能多樣性、工藝操作可控性和生產過程連續性等一些獨特的優點因此可以利用這種方法進行大規模的製備納米材料。同時由於此種方法還可以在遠低於材料的溶點的溫度下來合成納米材料，但是由於這種合成納米材料的方法，需要反應器內溫度所變的梯度小，所合成的粒子有較大的粒度，樣品的團聚比較嚴重，溫度不是很適宜還容易發生燒結現象，因此利用此種方法合成納米材料有很大的局限性。鎢粉在高溫下發生了一些相變反應進而變為W18O29。而W粉又被氧化為WO2,同時在反應過程中產生了大量的熱放出的大量的熱是溫度升高從而使氣化的W18O29又被進一步的氧化。
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塗層硬質合金刀具的應用現狀
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塗層硬質合金刀具已廣泛地應用於車削、銑削、鑽削、銼削、切斷與切槽和螺紋切削等切削領域,幾乎可以高效地切削任何材料。常用的刀具材料加工奧氏體不銹鋼存在切削力大、加工硬化嚴重、難斷屑、刀具磨損快等特點,生產中常選用硬質合金、金屬陶瓷、陶瓷和塗層硬質合金等刀具材料。
硬質合金刀具材料通常推薦使用YG3X、YGS、YWI、YWZA、YW3等,這些材料有較高的硬度(74HRc-82HRC)、耐磨性和耐熱性(約850℃-1000℃),較高的強度、韌性和導熱係數,刀具的耐用度一般平均可比高速鋼車刀提高10-15倍。近年來TICN基金屬陶瓷材料發展較快,其高溫下的硬度和橫向斷裂強度更高,抗氧化性能和高溫抗蠕變能力更好並逐漸取代TIC基金屬陶瓷刀具,金屬陶瓷刀具更適用於不銹鋼的精車、半精車。
陶瓷刀具與硬質合金刀具相比,雖然強度和韌性差,熱導率低,承受衝擊負荷的能力差,但具有很高的硬度和耐磨性,良好的高溫性能和化學穩定性,而且低的摩擦係數,特別是良好的紅硬性,即在1000℃的高溫下仍能進行切削,因此,陶瓷刀具常適用於不銹鋼的高速切削。隨著塗層硬質合金刀具新技術的不斷應用和成本的降低,而且塗層硬質合金刀具具有表面硬度高、紅硬性好、化學性能穩定、耐熱耐氧化、摩擦係數小和熱導率低等特性,切削時可比未塗層刀具提高刀具壽命3-5倍以上,提高加工精度0.5-1級,降低刀具消耗費用20%-50%,塗層硬質合金刀具己成為目前車削、銑削、鑽削加工奧氏體不銹鋼的首選刀具材料。
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