硬质合金阀球以球体作为启闭件，主要作用在于切断、分配以及改变介质的流动方向，经特殊设计还可满足流量调节功能。从球阀自身的设计出发，其相比传统阀门有着众多优势，如结构简单、密封性能好、重量轻、耗材量小、安装尺寸小、在一定公称通径范围内体积较小、驱动力矩小、操作简单易于实现快速启闭，已经逐渐成为了近几十年来发展较快的阀门种类之一。而将硬质合金高硬度、高强度、高熔点以及优良的化学稳定性和耐磨耐蚀性与阀球的优势相结合所形成的硬质合金阀球已经可以很好地适应现如今众多工业领域严苛的工作环境。

硬质合金球阀的主要优势可以分为以下几个方面：

1.其具有理论上最低的流阻（流阻是指在稳定气流状态下，加在吸声材料样品两边的压力差与通过样品的气流线速度的比值。）；

2.优良的化学稳定性及耐磨耐蚀性，可与大多数液体及一些腐蚀性的介质相接触；

3.在高温高压的环境下，依然能够实现完全密封（公称压力从真空至42MPa）；

4.由于硬质合金球阀以球体作为启闭件，受摩擦力影响较小，可实现快速启闭（可控制在0.05-0.1s以内），且操作的冲击性较小，另外，球形的关闭件可承受闭合时存在较高的压力差，且还可实现自动定位；

5.其具有双向密封性，使得工作更为稳定可靠；

6.在完全打开或完全闭合时，球体与阀座的密封面和介质是完全隔离的状态，这就使得高速流动的介质不会因长时间与座体密封面接触而导致阀座被侵蚀；

7.整体的重量较轻，结构较为紧凑，对于高温介质系统以及低温介质系统都能很好地适用（工作温度范围-204℃-815℃）；

8.阀体呈对称结构，使得其能很好地承受来自管道的压力；

9.整体全焊接阀体的球阀还可直接埋于地下，使阀门内件不受侵蚀，是石油以及天然气管道中最为理想的阀门类型，最高的使用寿命可达到30年。

此外，要保证硬质合金球阀的稳定性硬质合金球阀阀座密封圈材料的选择也是不可忽视的关键要素之一。要求其具有较小的摩擦系数、理化性能稳定、温度适用范围广、密封性能好等特点。其中较为常见的材料包括四氟乙烯（PTFE）、尼龙以及一些合成橡胶等。但是，这些材料都存在一定的缺陷，如四氟乙烯具有较高的热膨胀系数，热传导性不佳，对于温度的敏感度不足，当密封材料变硬时，其密封性也就随之降低，尤其是在压力差较低时。而一些合成橡胶对于介质以及温度的使用范围受到一定的限制，若不加入相应的润滑剂，则容易发生卡住的现象。

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掺杂Bi₂O₃影响WO₃陶瓷的烧结性能。掺杂Bi₂O₃的WO₃陶瓷，当掺杂浓度在0.2mol%并且烧结温度为1100℃左右时，WO₃陶瓷相对密度可达到91%左右。当Bi₂O₃的掺杂浓度大于0.2mol%，WO₃陶瓷的致密度会快速下降；陶瓷烧结温度小于1100℃，陶瓷的致密度随着烧结温度增加而逐渐增加，但当烧结温度高于1100℃，陶瓷致密度也会出现迅速下降的情况；最佳的烧结时间为2h，延长烧结时间反而会使陶瓷致密度降低。经分析，产生这种现象的主要原因为：WO₃熔点为1273℃，Bi₂O₃熔点为860℃，烧结温度过高时升华形成了两种物质分压，阻碍WO₃陶瓷的致密行为，降低致密度。

掺杂Bi₂O₃ 影响WO₃陶瓷的电学性能。与没有掺杂的WO₃陶瓷相比，掺杂Bi₂O₃后的WO₃陶瓷压敏电压快速下降，可以认为由于掺杂使得陶瓷晶粒快速生长从而引起压敏电压下降。掺杂Bi₂O₃的WO₃陶瓷烧结温度为900℃时，WO₃陶瓷不具有压敏特性，而温度达到900℃到1100℃之间，压敏系随着温度增加而变大，在烧结温度为1100℃时的压敏系数达到最大，烧结温度大于1100℃之后，压敏系数随着温度上升而减少，直到消失。当掺杂的Bi₂O₃浓度为0.5mol%、烧结时间为2h，烧结出的WO₃陶瓷压敏系数最大。

掺杂Bi₂O₃对WO₃陶瓷的微观结构具有显著影响；掺杂能起到助烧结的作用，促进陶瓷的烧结；掺杂能改善陶瓷的压敏特性。

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三氧化二铋（Bi₂O₃）又称为氧化铋，是黄色的粉末，不溶于水，溶于强酸生成铋(III)盐。熔点824°C，沸点1890℃。虽然三氧化二铋可以从天然的铋华（一种矿物）取得，但是它主要的来源通常是炼铜或铅时的副产物，铋粉在空气中燃烧能得到三氧化二铋。氧化铋主要用于化工行业（如化学试剂、铋盐制造等）、玻璃行业（主要用于着色）、电子行业（电子陶瓷等）等。其中，电子行业是氧化铋应用最广的行业，主要用在压敏电阻、热敏电阻、氧化物避雷器以及显像管等领域。此外，Bi₂O₃有很高的折射率和介电常数、显著的荧光特性和惰水性。因此，Bi₂O₃是一种很有潜力的分解水和降解污染物的可见光催化剂。

Bi₂O₃掺杂WO₃陶瓷，当掺杂数量较小时，只存在单一的WO₃相；当掺杂的浓度大于0.2mol%时，开始出现第二相，为Bi₂WO₆相；随着掺杂量的逐渐增加Bi₂WO₆相的含量也在逐渐增加。Bi₂WO₆相的量随着烧结温度逐渐增加。由于烧结过程中发生固相反应，以至于WO₃相几乎消失了。Bi₂O₃掺杂可以促进WO₃陶瓷晶粒快速的生长，结构致密，气孔减少，而且掺杂高浓度的Bi₂O₃会在晶界形成第二相Bi₂WO₆，增加烧结温度与烧结时间能促进WO₃陶瓷晶粒的生长，形成更多的Bi₂WO₆相。根据分析得出：掺杂Bi₂O₃能在烧结过程中形成的液相作用于烧结过程中存在的缺陷反应，两个原因促进了烧结过程中物质的传输作用，最终为陶瓷晶粒的生长提供了能量。

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