Fatores que afetam a produção de pó de tungstênio
Temperatura. A temperatura influencia a taxa de todas as reações que ocorrem durante a redução, daí a pressão dinâmica e parcial do volátil [WO2 (OH) 2] que se forma durante a redução e que é responsável pelo transporte de vapor químico (CVT) do tungstênio. A temperatura eo tamanho de partícula de tungstênio são diretamente proporcionais, enquanto que a temperatura eo tempo necessários para a redução final são inversamente proporcionais.
Alimentação de óxido. O fluxo de massa de tungstênio determina a quantidade de H2O libertada durante todo o processo de redução. Quanto maior o fluxo, maior o tamanho do grão.
Altura da camada de pó de tungstênio. Durante a redução e a formação de água que o acompanha, a camada de pó exerce uma resistência de difusão considerável contra a remoção de água da camada. Quanto maior a camada, maior a resistência à difusão e mais lentamente a água da reação será removida. A humidade local é mais elevada na parte inferior das condições de crescimento das partículas metálicas formadas a uma temperatura particular. A altura da camada é diretamente proporcional ao tamanho do pó.
Porosidade da camada de pó. A porosidade da camada de pó, e assim a sua permeabilidade, é determinada pela macroporosidade (espaço intermédio entre as partículas de óxido) e pela microporosidade (porosidade das partículas de óxido individuais). Quanto maior a porosidade da camada de pó, melhor a troca de material H2O → H2 durante a redução e menos os grãos das partículas de tungstênio irão crescer, resultando em um tamanho de partícula menor.
Taxa de fluxo do hidrogênio. Um fluxo de hidrogénio mais elevado aumenta a troca de material devido à remoção mais rápida do vapor de água. Portanto, o fluxo é inversamente proporcional ao tamanho médio do grão.
Direção do fluxo de hidrogênio. O fluxo simultâneo de hidrogênio em relação ao fluxo de tungstênio gera uma maior umidade dinâmica na parte posterior da redução, enquanto o fluxo de contra corrente (que é a condição padrão) fornece uma maior umidade durante os estágios de redução precoce.
Ponto de Orvalho do Hidrogênio. O ponto de orvalho do hidrogênio entrante influencia a umidade total durante a redução. Mais hidrogênio "húmido" aumenta o crescimento da partícula de tungstênio.
Distribuição do tamanho do grão. A distribuição do tamanho do grão é em grande parte a consequência da altura da camada de pó. As condições de crescimento para as partículas individuais são diferentes e dependem da sua posição dentro da camada de pó. A umidade é maior no interior e diminui à medida que se aproxima da superfície. Este gradiente resulta em grandes partículas de tamanho de grão no interior e partículas menores de tamanho de grão nas áreas vizinhas à superfície. É fácil entender que a distribuição é mais ampla para camadas de pó alto e mais próxima para camada inferior. Em qualquer caso, a distribuição pode ser melhorada (tornada mais próxima) utilizando hidrogénio "húmido", uma vez que o gradiente de vapor de água de dentro para fora da camada será diminuído.
A aglomeração está intimamente relacionada (inversamente proporcional) à densidade aparente do pó de tungstênio. Correspondentemente, a densidade aparente pode ser influenciada dentro de certos limites pelo ponto de orvalho do hidrogénio. A aglomeração é um pré-requisito para uma boa compactabilidade do pó de tungsténio.
Morfologia. Conforme observado anteriormente, as condições de baixa temperatura e seca eliminam em grande parte qualquer CVT de tungstênio e levam à formação de esponjas metálicas, que são pseudomorfas ao precursor de óxido (APT, H2WO4). Consistem em partículas de metal muito finas, poligonais e policristalinas. Com o aumento da temperatura e da umidade, os grãos de tungstênio individuais formam-se por CVT em distâncias comparativamente grandes. As partículas são facetadas e apresentam vulgarmente a forma característica do metal cúbico. Os cristais bem-facetados, mostrando etapas do crescimento e sendo intermediado parcialmente, são característicos para circunstâncias muito húmidas (alta temperatura, altura grande da camada de pó).
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