硬質(zhì)合金做為一種重要的工具材料和結(jié)構(gòu)材料在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著顯著的作用。但它屬于脆性材料,其硬度和強度之間存在著矛盾。常規(guī)的碳化鎢基硬質(zhì)合金工具材料不能滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的某些特殊需要,這就需要開發(fā)具有高硬度,高強度和高耐磨性相結(jié)合的超細顆粒的硬質(zhì)合金。超細顆粒的硬質(zhì)合金的主要原料就是納米鎢粉。 納米鎢粉(CAS NO.:7440-33-7)的生產(chǎn)工藝 納米鎢粉的制備方法有很多,比如高能球磨法,等離子體法,紫鎢的氫還原法,溶膠-凝膠法和噴霧干燥法,等等。 納米鎢粉的生產(chǎn)方法之一的氫還原法,是以APT為原料,在高溫,濕氫,弱還原的條件下制取優(yōu)質(zhì)紫鎢。紫鎢經(jīng)過還原爐在合適的工藝條件下可制備出超細的納米鎢粉。 納米鎢粉的生產(chǎn)方法之一的等離子體法,是利用高頻電源放電產(chǎn)生等離子體弧為熱源,使金屬鎢汽化蒸發(fā),再經(jīng)收集器冷卻凝聚,從而生成納米金屬鎢粉,由于用等離子體法制備的納米金屬粉體產(chǎn)量大、粒度容易控制、粉體性能好等優(yōu)點,在工業(yè)上已經(jīng)得到廣泛應用。 納米鎢粉的主要特點 納米鎢粉通過可變電流激光離子束氣相法制備,顆粒均勻,活性高,比表面積大,粉末經(jīng)鈍化處理后氧含量可控制在<1%以下。納米鎢粉應用于宇航合金、電子封裝合金、電極材料、微電子薄膜、燒結(jié)助劑、保護涂層、氣體傳感器電極等。被用來制造高性能鎢制品和加工制造納米鎢線,利用納米鎢線的優(yōu)異性能來制造高性能納米晶質(zhì)合金和高比重合金,已成為許多高科技領(lǐng)域不可或缺的功能性材料。納米鎢粉所生產(chǎn)的硬質(zhì)合金具有很高的硬度,為鎢材料的前沿產(chǎn)品。 納米鎢粉的粒度分析法 納米鎢粉由于顆粒尺寸太小,所以很難使用常規(guī)粉體的粒度分析法如激光衍射法、沉降法、顯微鏡法、篩分法等來表征粉末的粒度分布。電鏡觀察能直觀地給出納米鎢粉的顆粒尺寸、形貌和分散狀態(tài)。 納米鎢粉的用途 1. 大量用于高比重合金,合金鋼、鉆頭、頂錘等大制品;鎢粉不僅是硬質(zhì)合金的主要原料,而且也是鎢基合金的主要原料,其應用設(shè)計機械加工,礦山開采,地質(zhì)鉆探,建筑工具,燈泡照明,軍事工程等領(lǐng)域。 2. 高活性納米鎢粉可作為高性能高比重合金的原料粉末的添加劑(添加量從10%~20%)和制備鎢條和鎢絲的原料添加劑,更可作為高性能合金的原料粉末的添加劑,可改善合金性能,同時降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時間,節(jié)約生產(chǎn)成本;采用納米鎢粉,經(jīng)壓制燒結(jié)后提供了材料的強度,韌性,降低了金屬塑性-脆性轉(zhuǎn)變溫度,大大改善了金屬及合金的性能。 3. 該納米鎢粉可作為納米碳化鎢的原料,用以制備納米晶硬質(zhì)合金。由于此種納米鎢粉的特殊孔結(jié)構(gòu),可用于陶瓷金屬化涂層W-Mn法的鎢粉原料。 4. 鎢是一種具有優(yōu)良氣敏特性的半導體材料,對多種氣體有敏感性,納米鎢粉因具有較大的比表面,表面效應顯著,對電磁波有很強的吸收能力,可用作優(yōu)良的太陽能吸收材料和隱形材料. 5. 納米鎢粉還有著特殊的催化性能。 德國萊布尼茨漢諾威大學張琳教授課題組,在國際知名期刊Advanced Science上發(fā)表題為“Tungsten Nanoparticles Accelerate Polysulfides Conversion: A Viable Route toward Stable Room-Temperature Sodium-Sulfur Batteries”的研究文章。該文章介紹了鎢納米顆粒嵌入氮參雜石墨烯的鎢電催化劑,對電催化劑以及電催化劑熔融硫后的正極材料進行了詳細的結(jié)構(gòu)分析和表征。和純氮參雜石墨烯相比,添加鎢納米顆粒的電催化劑后室溫鈉硫電池具有更高的比容量,即使在高負載量下(﹥5 mg cm-2)也能獲得較高的比容量。在大電流下循環(huán),此電極依然具有較高的容量。 納米鎢粉具有廣闊的市場前景,已成為許多高科技領(lǐng)域不可缺少的原料,如微電子工業(yè),精細化工,表面技術(shù),航空航天工業(yè)等,對納米鎢粉有著很大的需求。 |
|
來自: 宏武新材料 > 《納米材料應用專欄》