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WO<,3>制备超细钨粉的研究

专 业: 钢铁冶金
关键词: 超细钨粉 三氧化钨 氧化-还原法 氢还原
分类号: TF111.13  TF123.2
形 态: 共 69 页 约 45,195 个字 约 2.162 M内容
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内容摘要


本研究选取煅烧仲钨酸铵自制的三氧化钨(WO3)为原料,通过氧化—还原法来制备超细钨粉,并对其还原过程的动力学进行了初步研究。

本实验所采用的氧化一还原法是一种全新的工艺,是先将三氧化钨还原成钨粉,然后在空气中氧化成三氧化钨后再次还原,如此反复进行多次,则可得超细钨粉。

对于三氧化钨还原过程动力学的研究,采用热重分析方法,利用样品发生相变时常伴有重量变化的现象,得到不同还原条件下的动力学(热失重—时间或还原率—时间)曲线,由失重情况判断反应速度及其影响因素。

分别对三氧化钨(WO3)到蓝钨(WO2.90)和蓝钨到钨粉两个阶段进行了研究。

通过研究,得到如下结论:

(1)本研究选取的三氧化钨原料,通过氧化—还原法(4次氧化5次还原)是可以制备出超细钨粉的;所得金属钨粉的平均粒度约为0.38μm。

(2)也可用任意粒度的钨粉做初始原料,将其在一定条件下氧化和还原,便能得到可作为高性能硬质合金原料的超细钨粉。

(3)金属钨粉在规定条件下进行氧化,得到的三氧化钨粒度与初始原料金属钨粉的粒度无关。

对于金属钨粉的氧化,低温慢速氧化可得到松散多孔状态的三氧化钨颗粒,还原此种三氧化钨可得到超细钨粉。

(4)在490—500℃的温度下,约35min即可完成WO3到WO2.90的还原过程。

而且,还原温度越高、氢气流量越大,实现完全转化的时间越短,即反应速度越快。

(5)实现WO2.90还原到W粉的最低还原温度约为750℃,低于该温度反应时间则较长或者反应进行得不完全。

此过程可能伴有WO2的生成,从而WO2的挥发和WO2→W的快速反应成为反应速度发生变化的可能原因。

另外,在更高的温度下(>775℃),反应过程中往往会生成WO2.72相,可能会越过WO2.72→WO2这一阶段直接发生WO2.72→W的快速反应,而生成的大量W晶核的新表面对还原反应具有很强的催化作用,从而使还原反应始终处于较快的速度下进行。

(6)氢气流量对物料反应速度的影响较温度更为强烈..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪 论
第二章 文献综述
2.1钨及其化合物的性质
2.1.1钨的物理、化学性质
2.1.2钨的主要化合物及其性质
2.2 WO3的特性与制取
2.3氢还原WO3的理论基础
2.3.1钨氧化物还原体系
2.3.2氢还原WO3的热力学
2.3.3反应的机理及影响还原机理的因素
2.4工业钨粉的生产方法
2.5超细金属钨粉制备方法的研究进展
2.5.1高能球磨法
2.5.2气体蒸发法
2.5.3等离子体法
2.5.4自蔓延高温还原法
2.5.5熔盐电解法
2.5.6氧化钨粉还原法
2.6本章小结
2.7本课题主要研究目的与意义
第三章 研究方案与实验材料、设备
3.1研究方案及路线
3.2实验材料与设备
3.2.1原料技术条件
3.2.2辅助原料技术条件
3.2.3实验设备
3.2.4检测设备
第四章 三氧化钨氧化——还原法制备超细钨粉的研究
4.1原料准备——三氧化钨的制备
4.2试验工艺条件及步骤
4.3试验结果与分析
4.3.1 XRD分析
4.3.2粒度与颗粒形貌分析
4.3.3关于团聚现象的分析
4.4氧化-还原法制备超细钨粉机理探讨
4.5本章小结
第五章 三氧化钨还原过程动力学研究
5.1试验准备
5.1.1原料与设备
5.1.2理论基础
5.2实验步骤
5.2.1由WO3粉还原到WO2.90粉的过程
5.2.2由WO2.90粉还原到W粉的过程
5.3试验结果与分析
5.3.1由WO3粉还原到WO2.90粉的过程
5.3.2由WO2.90粉还原到W粉的过程
5.3.3三氧化钨氢还原反应速度的影响因素分析
5.4本章小结
第六章 结论与前景展望
6.1结论
6.2前景展望
参考文献
附录原料与产物粉体的激光粒度数据

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中图分类: > TF111.13 > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金技术 > 提炼冶金(化学冶金) > 金属冶炼
其他分类: > TF123.2 > 工业技术 > 冶金工业 > 冶金技术 > 粉末冶金(金属陶瓷工艺) > 粉末的制造方法

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