納米氧化鋁包覆鎢粉複合材料制取

高強、高韌、高硬、輕質、耐高溫、耐腐蝕磨損是高性能結構材料的主要發展方向。 鎢以其優異的耐高溫，高強度硬度等特性在許多領域都是不可替代的關鍵材料，尤其在國防軍工、航空航太領域中更有其特殊的地位。

和純鎢相比，形成的氧化鋁包覆鎢及鎢合金能極大的增加鎢的強度，細化晶粒，減少顆粒粒徑，增加材料韌性及抗拉強度等力學性能。

目前製備氧化鋁包覆鎢粉的方法主要是機械合金法，但其也存在一些問題，例如機械合金法並未使各組元之間充分達到原子間結合，形成均勻的固溶體或化合物，在大多數情況下，在有限的球磨時間內最終得到的只是各組元分佈十分均勻的混合物或複合物，並且很難形成納米級別的氧化鋁均勻包覆鎢粉複合材料，限制了氧化鋁包覆鎢合金複合材料在工業的中應用。

為了解決現有技術中機械合金法很難形成納米氧化鋁包覆鎢粉複合材料的問題，研究人員對現有工藝進行改進，其步驟如下：

(1)按目標包覆粉末中水合氧化鋁的品質分數為0.5%，分別稱量30.3g (NH₄) 6H₂W₁₂O₄0，0.75gAl(NO₃)₃•9H₂O，40ml稀HNO₃，0.18g CO(NH₂)₂，蒸餾水40ml。將(NH4)6H₂W₁₂O₄0 和HNO₃加入水熱釜進行水熱反應，水熱反應的溫度180℃，時間10h，反應生成WO₃和NH₄NO₃混 合溶液，將混合溶液冷卻至室溫；

(2)將Al(NO₃)₃、CO(NH₂)₂和蒸餾水放入另外一個水熱釜進行，水熱反應的溫度為 180℃，時間為10h，反應生成AlO(OH)和NH₄NO₃混合溶液，將混合溶液冷卻至室溫；

(3)將WO₃和NH₄NO₃的混合溶液與AlO(OH)和NH₄NO₃的混合溶液依次倒入純淨燒杯中混合攪拌，攪拌轉速為200r/min，時間為2h，然後將混合溶液靜置沉澱5h，再用蒸餾水清洗、靜置沉澱3次，且每次靜置的時間均為5h；

(4)將靜置後的溶液抽濾，清洗，清洗溶劑為分別蒸餾水和乙醇，其中蒸餾水清洗抽濾3次，乙醇清洗抽濾2次，取抽濾後的粉末進行乾燥，乾燥溫度為 80℃，乾燥時間為6h， 此時水合氧化鋁已經均勻地包覆與氧化鎢粉表面，粉末大小均勻，分散好，得到的粉末的粒徑為納米級；

(5)將水合氧化鋁包覆氧化鎢粉末置於馬弗爐中進行煆燒，煆燒溫度為300℃，保 溫時間為12h，升溫階段的升溫速度為20℃/min，煆燒後粉末隨爐冷卻至室溫後取出；

(6)將煆燒後的粉末進行還原，首先進行第一次還原，還原氣氛為氫氣，氫氣流量 1.5m3/h，還原溫度為600℃，還原保溫時間為7h，升溫階段的升溫速度為：10℃/min；

(7)經過一次還原的粉末需要進行二次還原，第二次還原的還原氣氛仍為氫氣，還原溫度900℃，還原保溫時間為4h，升溫階段的升溫速度為5℃/min，此還原過程結束後氧化 鎢被還原為鎢，此時氧化鋁已經均勻地包覆與鎢粉表面，粉末大小均勻，無團聚，得到的粉末的粒徑為納米級。

通過煆燒以及二次還原水合氧化鋁包覆氧化鎢粉末製備出氧化鋁均勻包覆鎢粉複合材料，能在還原過程中抑制了鎢顆粒的長大，起到了細化晶粒的作用，從而獲得納米氧化鋁包覆鎢粉複合材料。

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