鎢坩堝化學性質
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2015年1月20日
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鎢坩堝是金屬鎢製品之一，主要為燒結成型（應用到粉末冶金技術），衝壓成型，旋壓型，利用鎢棒車削加工成型（一般尺寸較小），焊接成型等多種。被廣泛應用于稀土冶煉，石英玻璃，電子噴塗和晶體生長等行業。
由於鎢坩堝是金屬鎢製品之一，其純度W≥99.95%，故具有鎢的一系列性質。鎢坩堝是稀有高熔點金屬，可提高鋼的高溫硬度，屬於元素週期表中第六週期（第二長週期）的VIB族。其熔點高，蒸氣壓很低，蒸氣速度也較小。鎢坩堝的化學性質很穩定，常溫時，不跟空氣和水反應，不加熱時，熱河濃度的鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟酸對鎢坩堝都不起作用，當溫度升至80-100℃時，上述各種酸中，除了氫氟酸外，其他的酸對鎢坩堝發生微弱作用。常溫下，鎢可以迅速溶解於氫氟酸和濃硝酸的混合酸中，但在堿溶液中不起作用。在空氣存在的條件下，熔融堿可以把鎢氧化成鎢酸鹽，在有氧化劑存在的情況下，生成鎢酸鹽的反應更猛烈。高溫下能與氯、溴、碘、碳、氮等化合，但不與氫化合。
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鎢合金的應用（一）
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由於鎢合金具有特殊的性能，被廣泛應用於許多領域。
比如：運動方面，包括高爾夫杆，漁墜子，飛鏢，汽艇，賽車；醫學方面，包括輻射遮罩件，瞄準儀，同位素容器，防輻射試管；科技方面，包括鎢合金電子分裝片，石油鑽井，煤礦開採；軍事方面，子彈，榴霰彈，飛航式導彈平衡球，等等。
鎢最早用於製作白熾燈絲。1909年美國庫利吉(W.D.Coolidge)採用鎢粉壓制、重熔、旋鍛、拉絲工藝製成鎢絲,從此鎢絲生產得到迅速發展。1913年蘭米爾(I.Langmuir)和羅傑斯 (W.Rogers)發現鎢釷絲(又稱釷鎢絲)發射電子性能優於純鎢絲後,開始使用鎢釷絲,至今仍然廣泛使用。
中國在20世紀50年代已能生產鎢絲材。60年代對鎢的熔煉、粉末冶金和加工工藝開展了研究，現已能生產板材、片材、箔材、棒材、管材、絲材和其他異型件。
鎢的熔點高、硬而脆，加工困難，但只要有合理的工藝，鎢可經粉末冶金制坯、擠壓、鍛造、軋製、旋壓和拉拔等加工成材。隨著鎢的塑性加工程度的提高，其組織、抗拉強度和塑性-脆性轉變溫度大為改善。
按照用途不同，鎢合金分為硬質合金、高比重合金、金屬發汗材料、觸頭材料、電子和電光源材料。
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硬質合金球硬度簡介
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硬質合金球具有高強度、高耐磨、高精度、耐高溫、耐腐蝕等特點，在石油行業閥球密封等方面得到廣泛應用。由於硬質合金球材料硬度高達HRA87以上，是鋼球洛式硬度的兩倍以上，是難加工材料。
硬質合金球的主要成分是難熔金屬的碳化鎢和粘結金屬鈷。由於難熔金屬碳化鎢具有極高的硬度，所以合金本身具有很高的硬度，一般在HRA86-93之間，並隨合金中含鈷量的增加而降低。其次，硬質合金球的硬度與碳化鎢晶粒的大小有密切關係，隨著碳化鎢晶粒的細化，硬質合金球的硬度加。引起硬度變化還有一些工藝上的原因，如球磨制度不當、欠燒或過燒，均會使硬質合金硬度降低。因此，適當調整碳化鎢晶粒，改進生產工藝可以改變硬質合金球的硬度。使用中，硬質合金球高溫硬度很好，在500℃以下時，其硬度維持不變。當溫度高於500℃時，硬度才有明顯下降。但在1000℃-1100℃時，硬質合金的硬度HRA仍有73-76，相當於HB430-477。
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硬質合金球簡介
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硬質合金球自上世紀應用到石油採礦工具以來，在鋼鐵、有色金屬、隧道、煤炭、建材和石油開採等領域工程中，應用範圍日益擴大。硬質合金作為硬質合金球重要的原材料，使用量較大，僅我國每年耗用在礦用工具方面的硬質合金就達5000噸以上，占硬質合金總產量的1/3左右。隨著硬質合金球需求量的增長，對硬質合金的品質要求也在增長。而硬質合金產品品質及使用效果在很大程度上取決於牌號成分設計和牌號選擇。選用硬質合金首先要從瞭解硬質合金牌號開始。
硬質合金球的特點是耐磨性高，長時間工作並無顯著磨損，能極大地提高加工品質，光潔度高和尺寸精確。然而硬質合金的韌性較差，脆性較高。因此，要更好更合理地使用硬質合金，必須瞭解它的各項性能及其與使用的關係。
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溫度對硬質合金球梯度結構的影響
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硬質合金球原材料在高溫條件下，隨著溫度的升高，由於金屬鈷的屈服強度急劇下降而變軟，且合金鈷含量越高，受溫度影響越嚴重，高溫強度越低。因此，高溫強度降低是一般硬質合金球不可避免的固有特性，且鈷含量越高下降越厲害。
梯度結構硬質合金球因為鈷含量的梯度分佈，表面區因其鈷含量相對較低，溫度升高導致的表面強度的下降較小，因而具有較好的抗開裂性能，有利於保持合金的高溫強度；中間富鈷層由於鈷含量高，該區受溫度升高導致的強度下降較大。因此，400℃時，表面區由於其鈷含量較低，且溫度升高導致的WC/CO相介面結合力下降不大，斷裂主要以穿晶斷裂為主，而富鈷區鈷含量高，軟化導致WC/Co相介面結合力下降嚴重，因此極少出現穿晶斷裂，少量的穿晶斷裂依然存在，其中固溶了較多的W，W的固溶強化部分避免了其強度下降，斷口表面凹凸不平，粗糙程度增大，裂紋擴展路程增大，裂紋擴展消耗的斷裂能增大，有利於延緩硬質合金球強度下降。
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