世界上每年消费大约50000t钨,首要用作硬质合金、钢和其它合金增加剂,其它使用包含灯丝、电气和电子触摸、线材、棒材和电炉部件。 作为硬质合金增加剂的碳化钨、用于合金化的元素钨和白炽灯的钨丝,都选用粉末冶金制作。出产钨的矿石大部分是锰铁钨矿(WO4)和白钨(CaWO4),矿石可用多种办法加工,但大多数工艺终究得到的钨是以铵仲钨酸盐(APT)的方式呈现,这种化合物复原成氧化钨,再用氢将氧化钨复原制作钨粉末。钨粉末可被限制和烧结供各种使用,或进一步反响制成碳化钨之类产品。 钨的最重要使用之一是白炽灯灯丝。早已开宣布的掺铝-钾-硅 的钨现在用于一切白炽灯灯丝。开发的关键是粉末加工,将钾混入钨。经过氧化钨粉末与含铝-钾-硅元素的水溶液混合掺杂,氧化粉末复原成钨,掺杂的粉末压成型并烧结成锭,制锭的温度要求在1900~2400℃。烧结过程中,铝和硅脱出,钾(比其他二种元素扩散慢)保留在锭的孔隙中。这种锭可机加工至所需尺度,如终究产品是线材,锭需在高温下进行压延或锻制,随后拉丝并发生最佳显微结构。 钨丝不只用于灯丝。因为高熔化温度,钨可被加热而成为电子的热离子发射体,不失掉机械完整性,因而,钨丝常用作扫描电镜和透射电镜的电子源,用作X射线管的灯丝。大尺度的钨丝也常用作真空炉的加热元件。值得注意的是,在上述这些使用中,钨均是被置于受操控的环境中,以避免其氧化。 用于制作上述产品的烧结工艺包含钨粉的限制和烧结,不增加其他粉末,经几步热机械加工后可使其彻底细密。但一些使用要求活性烧结,粉末中需增加一种元素,以进步烧结速率和下降烧结温度。例如,在高密度钨合金材料中,钨粉末液相烧结,(一般含有镍-铁粉末)制取复合材料,其间钨约占95%(体积比)。烧结过程中,钨铁粉末熔化,尽管液态镍-铁在固态钨中的溶解度小,但固态钨简单在液态镍-铁中溶解。液体浸湿钨颗粒并溶解部分粉末,颗粒改动形状,液体流入孔隙,孔隙消除。跟着加工的继续进行,颗粒聚结和成长,发生终究产品,它简直100%细密并有最佳显微结构。用这种办法制作的首要产品之一是军用坦克车的动能,这种使用利用了钨的高密度。据知,液态烧结材料比用普通粉末加工的纯钨具有更好的冲击功能。 粉末冶金是制取体状钨产品最通用的办法,与粉末冶金彻底不同的一种办法是化学气相淀积(CVD),即在衬底上发生钨涂层。是CVD工艺用的最普通的钨源。这一工艺最重要的使用在电子工业,用于集成电路。 [1] [2] 下一页 |