仲鎢酸銨四水合物從水合鎢酸銨溶液中結晶析出是目前製備鎢粉的一個重要工藝。仲鎢酸銨六水合物同樣可以在仲鎢酸銨四水合物生成條件下形成。基於這個條件推測仲鎢酸銨六水合物是相對穩定的。通過相關實驗探究在何種條件下仲鎢酸銨六水合物是穩定的。

實驗結果表明仲鎢酸銨六水合物在溶液濃度為每千克三氧化鎢含量為230-300克時較為穩定，溫度為90-96攝氏度。在結晶過程中，當水溶液趨於穩定時，仲鎢酸銨六水合物立刻重結晶為仲鎢酸銨四水合物。溶液的溫度升高也會加速重結晶的速率。在工業中一些殘留的晶體一般會出現在結晶設備中。因此，仲鎢酸銨六水合物不會在工業結晶過程中形成。



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鎢銅複合材料由高熔點、高密度及低膨脹係數的鎢和高導電、高導熱的銅組成，兼具二者的優越性能，如具有高導電導熱性能、低膨脹係數、良好的高溫 強度和抗電弧燒蝕性能等。早在上世紀三十年代，鎢銅複合材料由於其良好的耐壓強度和耐電燒蝕性能，在高壓電器開關等工業部門獲得了廣泛應用。進入六十年代，鎢銅複合材料逐漸在電阻焊電極、航空航太耐高溫零部件等領域獲得應用。此後，隨著製備技術的逐步提高，于九十年代作為電子封裝和熱沉材料開始在大規模 積體電路和大功率電子器件等領域獲得了廣泛應用。進入二十一世紀，鎢銅複合材料更是作為破甲彈藥罩材料、導彈噴管材料及靶材等在軍事及高新技術領域引起關注。

現在，鎢銅複合材料由於其良好的導電、導熱性能及優異的熱穩定性，已成為大功率微波器件和超大型積體電路基片、嵌塊、連接件及散熱元件等不可 缺的關鍵材料，其高導熱、高熱穩定性及良好的近淨尺寸成形性，可提高微電子器件的使用功率，有利於實現器件的小型化和精密化發展。鎢銅複合材料的低熱膨脹 係數及其熱膨脹係數的可調節性，有利於其與微電子器件中矽片、砷化鎵等半導體材料及管用陶瓷材料的連接匹配，避免熱應力導致的熱疲勞破壞，拓寬了鎢銅複合 材料在微電子領域的應用範圍。

鎢銅複合材料由於其高導電、導熱性能，良好的抗電弧、抗摩擦及熱穩定性等，早已在電磁炮導軌、火箭導彈噴管喉襯及燃氣舵等高溫領域獲得重要應用。近年來，鎢銅複合材料逐漸被用作破甲彈藥罩材料，其高密度、高聲速及良好的力學性能，有利於提高破甲彈的破甲威力。

鎢銅複合材料是一種重要的粉末冶金材料，目前廣泛應用的製備方法之一是“熔滲法”。溶滲法製備的鎢銅材料具有緻密度 高，燒結性能好，導電、導熱性能理想等優點。

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結 論

(1)以Na₂WO₄・2H₂O和Ca(NO₃)₂・4H₂O為原料,加表面活性劑PEG200,可以合成CaWO₄納米晶。

(2)IR光譜圖中3420cm^-1處的吸收峰是由於O-Ca鍵的形成導致PEG200中3343cm^-1處O-H鍵的吸收峰紅移而出現的。

(3)PEG200對CaWO₄納米晶間的分散作用是由於O-Ca鍵的形成導致的。

(4)在265nm波長光的激發下,CaWO₄納米晶的光致發光譜表現出一峰位約位於403nm處的寬化的藍色發光帶,其峰位與塊體材料相比發生了藍移。

 

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電鍍是指在含有預鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電解作用，使鍍液中預鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層的一種表面加工方法。

工藝過程
一般包括電鍍前預處理，電鍍及鍍後處理三個階段。
完整過程： 　
1、浸酸→全板電鍍銅→圖形轉移→酸性除油→二級逆流漂洗→微蝕→二級 →浸酸→鍍錫→二級逆流漂洗　 　
2、逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級逆流漂洗 →鍍鎳→二級水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級純水洗→烘幹

工藝要求
1. 鍍層與基體金屬、鍍層與鍍層之間，應有良好的結合力。
2. 鍍層應結晶細致、平整、厚度均勻。
3. 鍍層應具有規定的厚度和盡可能少的孔隙。
4. 鍍層應具有規定的各項指標，如光亮度、硬度、導電性等。　5. 電鍍時間及電鍍過程的溫度，決定鍍層厚度的大小。
5.環境溫度為-10℃～60℃;
6.輸入電壓為220V±22V或380V±38V;
7.水處理設備最大工作噪聲應不大於80dB(A)。
8.相對濕度(RH)應不大於95%;
9.原水COD含量為100mg/L～150000mg/L。


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鎢合金鍍金制品雖然具有很高的耐腐蝕性，但也會出現表面鍍金層被腐蝕的現象，要提高鎢合金鍍金制品的防蝕效果，需在制程及環境就開始注意。

a.降低孔隙度﹕
       1)降低電流密度﹐使電鍍結晶更細膩
       2)增加電鍍時的攪拌能力﹐降低針孔發生率
       3)使用脈沖整流器﹐讓鍍層結晶顆粒細致﹐孔隙縮小。
       4)使用封孔劑
b.加強環境
       1)電鍍完後﹐必須用純水清洗幹淨
       2)生產後產品盡量不要用手直接接觸鍍層
       3)電鍍後之制品應馬上撤出電鍍現場
       4)儲存及加工環境應保持恒溫﹑低濕度﹑幹燥的空氣﹐必要時裝設空調﹐除濕機﹐防止灰塵進入。


 

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圖4是合成的CaWO₄納米晶的光致發光譜,激發波長為265nm。由光致發光譜可知,在265nm波長光的激發下,CaWO₄表現出一峰位約位於403nm處的寬化的藍色發光帶。藍色發光帶是CaWO₄的本徵發光帶,其中心結構對應於受擾動的WO42-基團,是由於電子在WO₄^2-離子團內的躍遷導致的。與CaWO₄塊體材料相比,其藍色發光帶峰位由420nm藍移到403nm,這種藍移現象與納米顆粒的特性有關。


 

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圖3是所合成的CaWO4樣品的TEM照片。由圖3可知,在上述製備條件下所得的是CaWO4納米晶,其粒度在30nm左右,分散性較高。

在合成過程中,PEG200對分散性良好的CaWO4納米晶的形成起著至關重要的作用。目前比較公認的是PEG200加入到溶液後,可以使高分子長鏈的一端緊密地吸引在顆粒的表面,而另一端盡可能地伸向溶液,以減小顆粒間的吸引力,從而實現空間位阻穩定,促進納米顆粒間的分散。但DING等在用PEG作為分散劑製備PbSe納米顆粒的實驗過程中,根據IR光譜分析結果,提出了不同的觀點。他們認為:如果PEG和PbSe納米顆粒之間形成氫鍵結合的話,其振動峰會向更低頻率移動;但結果與此相反,振動峰向更高頻率移動,這是由於O-Se鍵的形成導致的。本實驗中IR光譜分析結果亦出現類似的情況,在3420cm-1處出現一吸收峰,可能就是由於O-Ca鍵的形成導致O-H鍵的吸收峰紅移而出現的。儘管PEG對於納米顆粒分散作用的原因存在不同的說法,但它對於納米顆粒的分散作用是明顯的,如果在合成過程中不添加PEG200,則合成產物為團聚顆粒,其TEM照片如圖3b所示。

 

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分析對100℃烘乾後的CaWO4樣品進行XRD分析,結果如圖1所示。由圖1可知,合成的樣品在(112),(004),(200),(211),(213),(204),(220),(116),(215),(312),(224),(321)和(323)晶面上顯示出銳利的衍射峰和較低的本底。與CaWO4的標準衍射卡相比較可知,樣品的XRD譜圖與標準衍射卡相符,說明得到的樣品是結晶良好的CaWO4晶體。

對100℃烘乾後的CaWO4樣品進行IR光譜分析,結果如圖2所示。由圖2可知,所製備的樣品在788cm-1和3420cm-1處有兩個較為顯著的吸收峰。788cm-1處的吸收峰是CaWO4的特徵吸收峰,來源於WO4四面體中的W-O鍵[5-6],而3420cm-1處的吸收峰則可能來源於O-Ca鍵。在溶液中,PEG200中的-O-和溶液中的Ca2+會結合形成O-Ca化學鍵, 3420cm-1處的吸收峰就是由於O-Ca鍵的形成,導致PEG200中3343cm-1處O-H鍵的吸收峰紅移而出現的。

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實驗部分

選用鎢酸鈉(Na₂WO₄・2H₂O,純度99.15%)和硝酸鈣[Ca(NO₃)₂・4H₂O,純度99%]為原料,去離子水為溶劑,加表面活性劑PEG200。按化學計量比稱取Na₂WO₄・2H₂O和Ca(NO₃)₂・4H₂O,並分別溶于去離子水中。用磁力攪拌器攪拌1h,以達到完全溶解的目的。為了調節反應時的pH值(pH=9)以利於反應的進行,在Na₂WO₄溶液中加入適量的NH₃・H₂O,用磁力攪拌器攪拌20min。將PEG200按φ(PEG200)∶φ(H₂O)=2∶1的比例加入到Ca(NO₃)₂溶液中,用磁力攪拌器攪拌1h,以達到分散顆粒的效果。然後將Na₂WO₄溶液直接加入到Ca(NO₃)₂溶液中,並用磁力攪拌器攪拌20min,以促進反應的進行,最後得到白色混濁液。將混濁液靜置約115h後,可看到CaWO₄沉澱於燒杯底部,用去離子水清洗CaWO₄沉澱數遍,將清洗後的沉澱物在100℃烘乾,得到白色的CaWO₄樣品。

對於合成的CaWO₄樣品,在室溫下用RigakuD/Max2200PC型X射線衍射儀進行晶體結構分析,用5DX Fourier Transform Infrared Spectomete型紅外測試儀進行紅外(Infrared Spectomete, IR)光譜分析,用JEM-100CXⅡ型透射電子顯微鏡進行微觀形貌觀察,用IIita-chiM850型光譜儀進行光致發光(Photolum inescence, PL)性能分析。

 

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鎢銅合金具體可用於電阻焊電極、高壓放電管電極、航太工業材料、真空觸頭材料、電子封裝材料等的生產。

1.電阻焊電極：利用鎢和銅耐高溫、耐電弧燒蝕、強度高、比重大、導電、導熱性好,易於切削加工,並具有發汗泠卻等特性,由於具有鎢的高硬度、高熔點、抗粘附的特點,可以做有一定耐磨性、抗高溫的凸焊、對焊電極。

2.高壓放電管電極：鎢銅的抗燒蝕性能、高韌性,良好的導電、導熱性能給放電管穩定的工作（高壓真空放電管在工作時,觸頭材料會在零點幾秒的時間內溫度升高幾千攝氏度）提供必要的條件。

3、航太工業材料：在航太工業中用作導彈、火箭彈的噴管喉襯，燃氣舵的組件、空氣舵、頭罩及配重等需要鎢銅材料的高密度、發汗冷卻性能、高溫強度高及耐沖刷燒蝕等性能。

4、真空觸頭材料：觸頭材料非常依賴於鎢銅非常好的機械加工性能和抗熱震性

5、電子封裝材料： 鎢的低膨脹特性，銅的高導熱特性對於優質電子封裝材料的生產非常有幫助。

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