鉬是貴重的稀有金屬,因其優(yōu)異的性能被廣泛用于軍事、核工業(yè)及航空航天等國防軍工領域。鉬粉是生產(chǎn)鉬合金和鉬制品的重要原料,其產(chǎn)品質(zhì)量直接影響鉬制品的品質(zhì)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(fā)態(tài)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(xiàn)為熔融狀態(tài),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(chǎn)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(jīng)高溫加熱分解得到純鉬粉產(chǎn)品。該法工藝簡單,產(chǎn)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(chǎn)過程中使用氯氣時需要注意環(huán)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(fā)態(tài)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(fā)態(tài)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(chǎn)品粒度。
超細納米鉬粉的應用
鉬是重要的原料和戰(zhàn)略物資,主要應用于農(nóng)業(yè)、冶金工業(yè)、電子工業(yè)、宇航軍工、化學工業(yè)等。
在農(nóng)業(yè)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(yè)廢料都可用作肥料。
在冶金工業(yè)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(huán)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(jié)省鋼材,提高生產(chǎn)率。
在電子工業(yè)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(fā)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(fā)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(shù)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(fā)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(fā)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(yè)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(huán)境中使用的操作部件和結(jié)構(gòu)材料。
鉬熔點高,耐熔融玻璃的腐蝕,可在玻璃陶瓷工業(yè)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(tài)金屬腐蝕、中子吸收截面小、對核燃料穩(wěn)定等特性,在原子能工業(yè)中可作氣體冷卻反應堆的包套材料和堆芯結(jié)構(gòu)材料。
來源:中國粉體網(wǎng)
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