环保型耐超高温无机钨粉涂料
- 分类：钨业知识
- 发布于 2016年7月01日
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高性能推进剂的使用使得固体火箭发动机燃气温度也相应提高，这就要求所用材料必须具有高熔点、耐冲击等性能。当温度从常温以大于2000°C /s的速度瞬间升高到3000°C以上时，产生极大的温度梯度和热应力，一般金属材料很难承受火箭推进剂燃烧爆炸所产生的高能量烧蚀和燃烧物所产生的固体颗粒的强烈机械冲击作用，如果烧蚀严重，将直接影响发动机的推力和效率，甚至失去工作能力。
采用涂层技术对金属构件的超高温防护具有重要意义，常用的涂层有难熔金属及合金、难熔陶瓷材料、难熔碳化物、难熔硼化物和C/C复合材料等，但这些涂层技术的缺点是制备工艺复杂，对于大型、结构复杂的零部件施工困难。
一种环保型耐超高温无机钨粉涂料，成分如下：液态硅酸盐占20〜60%，三聚磷酸铝粉占3〜20%，钇稳定的氧化锆粉(即Y2O3稳定的ZrO2,简称YSZ粉)占5〜50%，金属钨粉占5〜50%，碳化钛粉占5〜30%，锌粉占5〜25%；其中，液态硅酸盐为硅酸钾、硅酸钠或二者混合物的水溶液，溶液中硅酸盐的重量百分含量为30〜40%；以蒸馏水为溶剂调节涂料的粘度，蒸馏水与上述物质的重量比例为1: (4〜10)。
制备方法：
1.将三聚磷酸铝粉、YSZ粉、金属钨粉、碳化钛粉和锌粉充分混合；
2.边搅拌边将上述均匀混合后的混合物加入液态硅酸盐中，充分搅拌；
3.再加入蒸馏水，蒸馏水与上述充分混合后的混合物重量比例为1: (4〜10)，在搅拌机中以1500〜2500rpm的转速搅拌5〜30分钟后，经200目筛网过滤后即得到涂料。
应用：
1.采用喷涂、刷涂或浸涂的方式在经过喷砂处理的金属零部件表面制备涂层，涂层在100〜200°C的高温炉中固化0.5〜2h，一道涂层厚度为80〜200 y m，根据需要可进行一道或一道以上多道涂装。
2.以硅酸盐为成膜物，使用弥散分布的钨粉和碳化钛实现涂层的耐超高温性能。氧化锆具有较好的耐高温性能的同时还具有低的热导率进而降低基体温度的作用，另一方面由于其膨胀系数较大，弥补了硅酸盐涂层的低膨胀系数，使涂层能够适应金属的热膨胀而不发生剥落等破坏。
3.适用于运行于超高温环境中的金属构件，采用喷涂或刷涂或浸涂的方式在经过喷砂处理的金属构件表面制备涂层，涂层固化后，经4倍音速的超音速火焰测试5min后，涂层完好，金属基体得到了有效防护。
4.涂料具有耐超高温、无毒、无污染、环保等特性，适用于运行于超高温环境中金属构件的防护。
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钨粉钼砂直接炼钢工艺
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钨粉粒度分布对聚能射孔弹破甲性能的影响
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烧结工艺对钨铜电极烧结性能的影响
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- 发布于 2016年7月01日
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除了钨铜粉末自身的粒度及组成和外来杂质对钨铜电极的烧结性能所产生的影响外，烧结工艺本身的参数控制也会对其性能产生一定的影响。烧结工艺对钨铜电极烧结性能的影响主要源于两个方面，其一是成型压力的影响，另一个则是烧结气氛的影响。在试样进行压制成型时，通常会经历三个变化阶段。第一阶段是滑动阶段，此时压坯的密度上升很快；第二阶段是在第一阶段的基础上继续加压，空隙度为减少，压坯的密度几乎不发生改变；第三阶段是当压力继续增大超过某一定值时，随着压力继续升高，压坯密度相对继续增加。一方面是由于压力的增大提高了材料在压制第三阶段的致密化程度，即当压力继续增大超过某一定值时，如果继续增大压力，使粉末所受到的挤压力与摩擦力大于其弹性应力，颗粒产生塑性变形以填塞粉末间隙，其密度进一步增加；另一方面，由于纳米晶粒本身就具有极大的表面自由能，若进一步增大压制压力，通颗粒会发生塑性变形且表面自由能进一步增大，熔点则进一步被降低。这就使得其在较低温度下就能够有效浸润W颗粒。
在钨铜复合材料球磨过程中，随着球磨时间的延长，就不避免地会带来杂质金属元素，真空烧结可有效排除杂质元素或其氧化物，起到提纯的作用；另外，真空烧结还有利于排除吸附气体（孔隙中残留气体以及反应气体产物），对促进烧结后期的收缩作用明显。此外，在烧结到一定温度时候应该对炉体充如惰性气体进行保护。但是，充入惰性气体的时机是一个至关重要的问题。若充入时间过早，材料表面铜颗粒没有完全熔化和封闭表面，氩气便会通过颗粒之间的缝隙进入材料体内填充原本被抽成真空的孔洞，增大液态铜在对钨颗粒间隙进行浸润与填塞时的阻力，并在铜熔化并封闭材料表面后形成气孔；若充入时间过晚，材料表面已经产生了裂纹，再充入惰性气体也就错过了最好时机。最佳的时机应该是当表面铜已经大部分熔化并封闭表面，而温度却又没有高到发的程度。这时候充入惰性气体能够降低引起液相Cu的扩散的驱动力， 保持材料内部铜含量的稳定。
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钨铜电极烧结性能的内部影响因素
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- 发布于 2016年7月01日
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钨铜材料不但具有钨高硬度、高强度、高熔点、高密度、低热膨胀系数以及优良的耐磨耐蚀性，还具有铜良好的可塑性和优良的导电导热性，因而在电接触材料以及电极材料领域有着较为广泛的运用。但是由于二者的熔点和理化性质相差很大且完全不互溶，在制备工艺方面一般只能采用粉末冶金的方法，这也使得钨铜材料的应用范围受到了很大的限制。目前主要的制备钨铜复合材料主要方式是对W-Cu复合粉末进行高能球磨、压制、烧结，通过分析粉末本身粒度及组成和杂质所带来的对烧结性能的影响，从而更好地控制各项参数以达到高性能的钨铜电极产品。
一般来说，在制备钨铜电极材料的过程中，为了提高压坯的成型效果，会加入一些化学助剂，如无水乙醇、硬脂酸等。这些助剂会在后续的烧结工序中直接挥发或分解，在颗粒间形成气孔。当烧结温度不断升高，液相Cu流动性变差，气体没有完全逸出形成封闭的孔隙，从而影响钨铜电极的致密度。此外这些助剂还很可能分解形成一些C、H、O等杂质元素，其直径较小，在合金中有很强的扩展能力，因而比较容易在晶界、相界等能量较高的位置发生偏聚，甚至生成脆生相，使合金在断裂过程中的沿晶断裂数目增加，降低了整体的性能。
对于粉末粒度来说，当粉末的晶粒尺寸小到一定程度时，粉末烧结温度下降，比表面积增加，烧结活性增强，利于粉末的合金化。当粉末粒度达到纳米级别时，粉末扩散大大提高，致密化过程加快，同时也可加大最终钨铜电极的致密度。有实验表明，在一定烧结温度和保温时间下，烧结体中的W颗粒尺寸会随着球磨时间的增大而增大。这是由于W颗粒尺寸变小是W在Cu中的溶解度增大所致。此外，由于球磨过程中反复地冷焊、破碎，晶格发生了严重的畸变，从而贮能升高，导致W在Cu中溶解度升高。
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