鉬是貴重的稀有金屬,因其優異的性能被廣泛用于軍事、核工業及航空航天等國防軍工領域。鉬粉是生產鉬合金和鉬制品的重要原料,其產品質量直接影響鉬制品的品質和性能。
超細納米鉬粉的制備
納米粉體比表面積大、吸收能力高,可增強界面原子和分子的化學活性,顯著改變材料的力學和物理化學性能。超細納米鉬粉的制備技術主要有等離子還原法、氯化鉬熱解法、均勻沉淀-還原法、氯化鉬蒸汽氫還原法、三氧化鉬蒸發態還原法等。
1、等離子還原法
將非球形鉬粉顆料置于等離子體射流中可使顆粒表面或整體呈現為熔融狀態,利用熔滴的表面張力收縮形成球形顆粒,再用冷卻射流迅速凝聚金屬蒸氣獲得金屬超細粉末。微波等離子法制備的納米鉬粉形貌好、純度高、松裝密度高,適用于熱噴涂,但生產成本較高。
2、氯化鉬熱解法
以鉬精礦為原料,在250℃~300℃下與氯氣反應生成五氯化鉬,再經高溫加熱分解得到純鉬粉產品。該法工藝簡單,產品純度高,可作為金屬或非金屬表面涂層材料,以增強材料的耐腐蝕和耐高溫性能。但該法對原材料的純度要求較高,生產過程中使用氯氣時需要注意環保和安全。
3、均勻沉淀-還原法
在仲鉬酸銨配成的溶液中加入氨水、濃硝酸和草酸等制備鉬酸沉淀,煅燒后得到三氧化鉬。將三氧化鉬放入改造后的推舟還原爐中進行氫還原,制得的鉬粉呈球狀,粒度均勻。
4、氯化鉬蒸汽氫還原法
以五氯化鉬與二氯二氧化鉬的混合物為原料,采用等離子氫還原法可獲得超細鉬粉。
5、三氧化鉬蒸發態還原法
以管狀電爐為試驗設備,在770℃~800℃下進行三氧化鉬蒸發態的氫還原可制取超細鉬粉。粉塵-氣體混合物的濃度對鉬粉的粒度有顯著影響,可通過改變蒸汽中三氧化鉬的濃度來控制產品粒度。
超細納米鉬粉的應用
鉬是重要的原料和戰略物資,主要應用于農業、冶金工業、電子工業、宇航軍工、化學工業等。
在農業中,鉬酸銨、鉬酸鈉、三氧化鉬、鍛燒后的輝鉬礦以及含鉬的工業廢料都可用作肥料。
在冶金工業中,鉬主要用于鋼鐵和有色金屬的添加劑。鎳中加入鉬后可提高鎳基合金的耐腐蝕性能。鋼中加入鉬后可細化晶粒,提高晶粒粗化溫度,改善鋼的韌性、淬透性、高溫強度和蠕變性能。用鉬錸合金制成的無縫合金管具有良好的高溫性能,可用作熱電偶的外套,以及電子管的陰極支架、環和柵極等部件。鉬基合金材料強度高,具有良好的耐熱疲勞和耐熱裂性能,用作穿孔頂頭可節省鋼材,提高生產率。
在電子工業中,鉬有良好的導熱性、導電性和力學性能,可用于制造電子管中的放大器、發射管、高壓整流器和氣體放電器中的各種元件、陰極、陰極支柱、電流引線,以及各種不同形狀的電極等,也可用作高溫爐的隔板、襯里、托盤、發熱體、反射屏以及其它部件。由鉬硬度高、抗燒蝕性強,且價格較低,可用作觸點材料,其熱膨脹系數和硅接近,可用作整流器的基片材料。
在宇航軍工中,鉬及其合金常用作耐高溫部件。如飛機噴氣發動機的噴嘴、鼻錐、燃燒室、導向葉片、燃氣輪葉片、火焰導向器、沖擊發動機噴管等,還可用作宇宙飛行器的蒙皮、噴管、翼面和火焰擋板等耐高溫部件。
在化學工業中,鉬可用于制作顏料、催化劑、潤滑劑,以及材料的涂層等,也可用作在惡劣環境中使用的操作部件和結構材料。
鉬熔點高,耐熔融玻璃的腐蝕,可在玻璃陶瓷工業中代替鉑族貴金屬的某些用途。由于鉬及其合金持久強度高、抗液態金屬腐蝕、中子吸收截面小、對核燃料穩定等特性,在原子能工業中可作氣體冷卻反應堆的包套材料和堆芯結構材料。
來源:中國粉體網
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