硬质合金-聚晶金刚石复合球齿
- 分类：钨业知识
- 发布于 2016年2月25日
- 点击数：964
硬质合金球齿具有较高的硬度以及良好的抗冲击性能，在一些凿岩钻探等一些冲击回转作业中所用到的潜孔钻头中得到了广泛的运用。潜孔钻头依靠泥浆泵提供的冲击功，并以钻头端面的球齿对岩石进行破碎，钻孔的深度可达1000米以上，可实现深部复杂地层的破碎和钻进，因此其对于球齿的力学性能要求也更为严格，尤其是抗冲击性能。但是在一些坚硬研磨性岩层的钻探中，硬质合金球齿由于耐磨性不足容易过早发生磨损，导致失效。因此，在原有的硬质合金球齿的基体上添加镀层的方式也就应运而生。硬质合金-聚晶金刚石复合球齿就是其中的一种，其以硬质合金基体为衬底涂覆上聚晶金刚石涂层。硬质合金对聚晶金刚石起支撑作用，而聚晶金刚石具有高于硬质合金的硬度以及耐磨性，但是抗冲击性能较差，这也成为了相关研究人员的重点研究方向。
为了提高硬质合金-聚晶金刚石复合球齿的抗冲击韧性，国外的研究人员提出了功能梯度结构复合球齿，即在硬质合金基体和聚晶金刚石层之间施加一层碳化物的金刚石过渡层可以有效减小聚晶金刚石层与硬质合金衬底间的内应力；或是采用与聚晶金刚石热膨胀系数较为接近的硅或硅合金渗入到酸洗过的金刚石孔洞中，经实验表明聚晶金刚石的韧性以及抗断裂能力有了较为明显的提升。国外学者还尝试采用立方氮化硼作为硬质合金衬底与聚晶金刚石层间的过渡层，其体积比为1（立方氮化硼）:4（聚晶金刚石）。立方氮化硼在高温下的热膨胀系数介于聚晶金刚石和硬质合金之间，这就有效地减小了二者间的热应力，并且这种良好的相容性也减小了热应力造成的微裂纹，极大地提高了复合球齿的抗冲击韧性。
国内的研究机构则通过减少合成聚晶金刚石的粘结剂含量，同时增大压力及增加烧结时间使得聚晶金刚石颗粒间D-D键的结合得到增加，从而提高硬质合金-聚晶金刚石复合球齿的抗冲击性。聚晶金刚石D-D键是化学键的结合，其结合强度远大于粘合剂的物理结合强度，D-D键的结合度越高则在钻探中复合球齿的抗冲击韧性越好。此外，在聚晶金刚石的烧结过程中加入镍基或钛基添加剂，其对聚晶金刚石颗粒有良好的润湿性，能在烧结过程中包覆在聚晶金刚石颗粒的周围，促使更多聚晶金刚石颗粒熔化而有利于更多D-D键的结合。美国学者设计了一种双层聚晶金刚石复合片，最外层采用较粗颗粒的聚晶金刚石，具有较高的抗冲击性；而内层采用较细颗粒的金刚石，有效地改善耐磨性。内层金刚石掺入钴Co作为烧结剂，外层粗颗粒金刚石含有少量或不含钴；烧结时，硬质合金内的金属钴通过扫越式扩展，经过内层细颗粒金刚石层到达外层粗颗粒金刚石层。由于有内层细颗粒金刚石层做衬底，在烧结时钴在外层金刚石层内均匀分布，从而避免了外层金刚石层因钴分布不均而导致的欠烧和软化。
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仲钨酸铵制备卤钨灯钨丝用钨条2/2
- 分类：钨业知识
- 发布于 2016年2月25日
- 点击数：837
备注：
其制备的工艺条件为：一次还原由掺杂蓝钨制备二氧化钨的温度为 530、550、580、620、650、670°C，氢气流量为 2.0〜3.0m3/h，氢气露点≤60°C，装舟量为 300〜350g，推速为25min，产出二氧化钨含氧量为12〜14%；二次还原制备中颗粒钨粉的工艺条件：温度为700、750、800、830、860、860°C，氢气流量为3. 0〜5. 0m3/h，氢气露点≤60°C，装舟量为280〜320g，推速为30min ；
5.酸洗
将细、中、粗颗粒钨粉分别用浓度为5〜6%盐酸、5〜6%氢氟酸洗涤去除过剩的掺杂剂及杂质；
6.配粉
细、中、粗颗粒酸洗钨粉按20〜25:50〜60:20〜25的重量比在混料机中混搅拌25〜30min ；
7.冷等静压成形
将2000g配好的钨粉装入直径为23士0.2mm的弹性模套内，使用冷等静压机压制成形，最高压制压力为150〜160Mpa，成形后钨坯条在氢气保护下，在1300士50°C预烧结40〜45min ；
8.高温烧结
在氢气保护下，预烧结后钨坯条在垂熔机内直接通电加热烧结，烧结制度为三段升温、二段保温，电流/时间参数为升温（0-2000A)/5min、升温 (2000-3800A)/15min、保温 3800A/15min、升温（3800-4900A)/2min、保温 4900A/20min，产出条断面结晶细小而均勻的钨条。
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仲钨酸铵制备卤钨灯钨丝用钨条1/2
- 分类：钨业知识
- 发布于 2016年2月25日
- 点击数：839
卤钨灯主要应用于汽车工业、电子工业、航天航空业的照明系统。因其使用环境存在冲击和振动的特性，因此要求其核心材料——钨丝的再结晶组织能形成良好的燕尾搭接结构，长宽比大于12，即高温燃点状态下高温强度高，高温抗下垂性能及抗变形性能好。因此，从改善材料性能入手提高钨条质量，以生产满足卤钨灯用钨丝质量变得极为迫切。有文献指出一种制备高温抗下垂性能及抗变形性能好的卤钨灯用钨丝方法。
其具体步骤如下：
1. 取单斜仲钨酸铵与球形仲钨酸铵按3 :1〜1.5的比例混合作为原料；
2 预还原
将原料通过四带温区还原炉，氢气还原生成含氧量为20〜20.5%的蓝色氧化钨；
3.高钾掺杂
蓝色氧化钨湿法掺入硅酸钾、硝酸铝溶液，使钾、硅、铝吸附于蓝钨孔隙内，形成钾、硅、铝含量分别为0.18〜0.20%，0.30〜0.35%，0.010〜0.013%的掺杂蓝钨；
4.还原
a)先将掺杂蓝钨用常规还原工艺通过二次还原生成费氏粒度为2.0〜2.6um的细颗粒钨粉，备用；
b)将掺杂蓝钨直接一次还原生成费氏粒度为3.4〜4.0um的粗颗粒钨粉，备用；
c)采用六温区还原炉将掺杂蓝钨经二次还原生成费氏粒度为2. 7〜3. 3um的中颗粒钨粉，备用；
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仲钨酸铵制备纳米针紫色氧化钨
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- 发布于 2016年2月25日
- 点击数：814
目前国际市场上附加值比较高的钨制品是纳米级、超细碳化钨粉和超细晶硬质合金。纳米针紫色氧化钨是制备纳米级钨粉和超细钨粉是一种多快好省的方法，可用原理及技术有：瑞利不稳定性原理和原位氢还原技术。另外，纳米针紫色氧化钨还是一种具有光致变色、电致变色和气致变色等多种性能的功能纳米材料，在多种敏感元件中具有广阔应用前景。本文将描述一种以仲钨酸铵（APT）为原料的工业制备方法来补充市场的不足，其原理和步骤如下。
制备原理：APT在被加热到400℃以上时，失氨和水生成WO3；持续升温到500℃以上，WO3在氢气的氛围下被还原成蓝色氧化钨WO2.9；当温度达到600℃以上时，WO2.9被还原为紫色氧化钨WO2.72。
步骤：
1.从进料端用进料装置将APT从进料口推入到被加热的炉管内，在倾斜炉管的转动作用下，逐渐从低温区向高温区移动；
2.APT加热分解生成三氧化钨WO3、氨气NH3和水蒸气H2O；
3.在炉管内使氨气NH3发生热分解，生成还原性气体氢气H2；
物料在倾斜炉管的转动作用下继续向高温区移动，当物料温度持续升高到600℃时，三氧化钨WO3被氢气H2逐步还原生成紫色氧化钨WO2.72。
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制备三氧化钨薄膜光电极
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- 发布于 2016年2月25日
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光电极（Optoelectrode）是一种将给光刺激与电活动记录功能集成在一起的一种电生理器件，主要配合光遗传学技术应用。最常见的做法是将绝缘金属微丝制备的电极粘接在一段光纤上，作为记录点的电极前端稍微超过光纤端面，以便记录光激活的神经活动。光电极在工作时，由光源发出的光耦合进入光纤，继而由另一端输出，照射在经过光基因（Optogenetic）转染过的细胞上，当光强和波长适当时，细胞膜上的光敏离子通道将被激活，引发细胞产生电活动，继而这种电活动的变化被光电极上的电极所记录。
三氧化钨薄膜光电极的制备，采用阴极电沉积法。电解液中组成为0.025M的钨酸钠，0.03M的双氧水（30%）和0.05M的硝酸（65%），溶剂为水：异丙醇=7:3，电沉积采用三电极体系，Pt电极为对电极，饱和的甘汞电极（SCE）为参比电极，清洗干净的氧化铟锡（ITO）导电玻璃为工作电极。
电沉积制备的过程在温室条件下进行，将含有0.025M的钨酸钠，0.03M的双氧水（30%）和0.05M的硝酸（65%）的电解液进行电沉积，所加电压为-0.6V，沉积时间为1h，得到蓝色无定型的三氧化钨薄膜，在空气中晾干后，将无定型的三氧化钨薄膜置于马弗炉中，此时升温速率约为2℃/min，在450℃的环境下退火处理3h，最后得到三氧化钨薄膜光电极。
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