钨粉生产方法
钨粉的生产方法有氧化钨氢还原法、熔盐电解法、卤化钨氢还原法、等离子体法、高能球磨法等,用来制备超细钨粉的原料也有很多选择,可选用黄钨、蓝钨、紫钨、APT、AMT 等。
氧化钨氢还原法
氧化钨(黄色氧化钨、蓝色氧化钨或紫色氧化钨等)氢还原法制备钨粉适合工业化连续生产,生产设备简单、操作简单、生产过程中不会引入杂质,是目前工业上应用最为广泛的方法。
熔盐电解法
熔盐电解法和氢还原法相比,其工艺流程更简短,对于原料的选择范围更广,如果直接采用APT作为电解质,相较于氧化钨氢还原法采用钨氧化物作为还原剂,缩短了工业流程。且采用电和电极的成本比用氢气作为还原的成本低,没有氢气易燃易爆的危险,采用熔盐电解法还可以除去一些杂质,可制备出纯度很高的钨粉。
高能球磨法
高能球磨法是一个物理过程,成本低、工艺简单,但在球磨过程中会引入杂质,影响钨粉的纯度。通过球磨工艺来制备微米、亚微米甚至是纳米钨粉,使得球磨的时间会变的很长,导致生产成本增加,能耗变大。
等离子体法
等离子体法是将普通钨粉加到等离子射流中,使钨粉或钨粉颗粒表面熔融,形成熔滴,快速冷却后,得到球形超细钨粉,球形超细钨粉可作为3D 打印技术的钨源,球形钨粉的流动性要优于普通钨粉。等离子体法生产超细钨粉对于设备的要求很高,还需要通入保护气体,生产成本较高。侯玉柏等通过等离子体法球化钨粉, 用Ar作为工作气体,H2为送粉气体,直接采用水进行冷却,球化后的钨粉表面有轻微氧化。
自蔓延高温还原法
自蔓延高温还原法是20世纪60年代提出来的新方法,采用活泼金属作还原剂,利用还原剂自身的燃烧反应释放出大量的热量,使活泼金属还原惰性金属的氧化物或化合物,整个化学反应过程自发持续进行。其工艺简单、产物纯度高、节能环保,但还原过程的燃烧速度和反应过程难以控制,在实际应用中还存在许多工艺技术方面的难题。有专家用钨丝作为火源,Mg 粉作为还原剂,CaWO4 为钨源,通过自蔓延高温还原法得到平均粒径为0.87 μm 的钨粉。
制备钨粉的方法还有卤化钨氢还原法、反向微乳液介导法,或者通过优化传统工艺来制备钨粉,实验室制备超细钨粉的方法有很多,但工业上制备超细钨粉的方法主要是氧化钨氢还原法和等离子体法,氧化钨氢还原法制备出的钨粉主要用于生产金属钨材料和碳化钨粉, 等离子体法主要用于制备球形超细钨粉,应用于增材制造(3D 打印技术)和其他高端领域。
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