俄大學研發低成本碳化鎢生產方法

俄羅斯托木斯克理工大學（TPU）研究人員開發出一種可以在非真空環境下生產碳化鎢和其他超硬材料的方法，且可以通過回收利用廢硬質合金鑽頭、刀具等含碳化鎢廢料作為原材料，更經濟、環保，生產過程也較為簡便。相關研究成果近日發表在《國際難熔金屬與硬質材料》期刊上。

碳化鎢（WC），是硬質合金鑽頭、刀具和其他耐磨零件的主要原材料，具有良好的導電性、導熱性、抗壓強度、耐腐蝕性等優良性能，硬度與金剛石相近。硬質合金被譽為“工業的牙齒”，是現代國防軍工、航空航太、資訊科技以及未來新興產業發展的重要原料之一。

自20世紀70年代，人們發現烴可在碳化鎢上發生氫解反應以來，科研人員開始積極探索碳化鎢替代鉑、鈀等貴金屬材料作為催化劑，從水中生產氫氣的可能性。

鉑族元素具有優異的電催化活性，其氫超電勢低，但其價格昂貴，而且易產生毒副產物。碳化鎢具有類似鉑的表面電子特性，具備替代鉑等貴金屬催化劑的特性和良好的抗中毒能力。

TPU研究人員日前成功開發出一種在非真空環境下利用直流電弧放電電離子體中合成碳化鎢納米粉的方法。該方法可顯著改善碳化鎢生產技術，比較傳統生產方法更簡單、更便宜、更緊湊、更高效、更可靠。

TPU“生態能源4.0”科研中心研究員Alexander Pak解釋說：“由於在電弧等離子體的產生中使用了特殊形狀的石墨電極，我們能夠在非真空室的情況下生成自發自絕緣氣態介質。這極大地簡化了工藝過程，並多次降低了能源消耗。”

Alexander Pak表示，這種方法的另一個優點是可以使用磨損的鑽頭、用過的刀具零件和其他含有碳化鎢的廢料作為合成原料。研究人員認為，目前在生產效率和經濟性上尚無可比擬的碳化鎢生產技術。此外，這種新方法還適用於其他超硬耐火材料的合成和高效加工，例如碳化鈦，碳化矽或碳化硼材料。

TPU研究團隊計畫針對實際應用進一步優化技術工藝，並將該方法運用擴大到廢物的回收處理方面。該研究項目獲得了俄羅斯科學基金會的項目經費資助。

 

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