專利名稱：一種微細球形鎢粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉末冶金制粉領(lǐng)域，涉及一種微細球形鎢粉的制備方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)中常用的鎢粉是通過氫還原氧化鎢得到的。通過還原法制備的鎢粉顆粒形 狀不規(guī)則，這種鎢粉流動性差，堆積密度低。近年來，球形鎢粉的需求與日俱增， 廣泛地應用、于多孔材料的制備、熱噴涂以及注射成形等粉末冶、金工藝中。用球形鎢 粉制備的多孔鎢具有更均勻的孔隙，因此它正逐漸取代常規(guī)鎢粉，用于制作多孔鎢 部件，如大功率脈沖微波管的陰極、電子管的鋇鎢陰極、火箭的發(fā)汗材料、觸媒或 者觸媒的載體等。在熱噴涂領(lǐng)域，球形粉末不僅流動性很好，而且得到的涂層具有 更好的耐磨性。球形鎢粉做成的粉末壓坯在燒結(jié)過程中收縮非常均勻，可實現(xiàn)良好 的尺寸控制。用這種方法生產(chǎn)的板材與工業(yè)鎢相比，具有較高的再結(jié)晶溫度、較高 的硬度和較低的彎曲轉(zhuǎn)變溫度。用球形鎢粉制造的火箭噴嘴襯套，在熱應力下具有 良好的抗斷裂性和抗腐蝕性。
制備球形粉的方法有多種，例如水溶液還原法(鎳粉200410081611.X、銀粉 200510095739.6、銅粉200810097400.3)，高速渦流粉碎法(鋅粉 01142256.4)，霧化法(氣霧化01140401.9、 7K霧化200610039817.5、離心 霧化200410009123.8)，等離子法(鉭粉87101648)，低溫熱分解法(鐵粉 200710178956.0)。但對于鉤粉，由于鎢的熔點高達3400'C，不能通過普通的熔 化—霧化法制粉。并且由于沒有像銀、銅、鎳一樣的金屬鎢鹽，也不能通過水溶液 還原法制備球形鎢粉。
目前公開報道的球形鎢粉制備方法為等離子體法(有色金屬，2008年60巻1期23 一24頁)。等離子體火焰的溫度可以達到600(TC，足以熔化鎢。當不規(guī)則形狀的鎢 粉顆粒在等離子體火焰中熔化后，在表面張力作用力下，鎢粉顆粒在隨后運動過程 中將變成球狀。溫度極高的鎢粉顆粒在氬氣或氮氣中冷卻需要足夠的飛行距離，因 此整個等離子體法制備球形鎢粉的設(shè)備復雜而龐大。雖然也有研究報道將熔融液滴 噴入水中冷卻，簡化了設(shè)備。但是這樣會使鎢粉在水中冷卻時，發(fā)生輕微氧化，還 需要將粉末經(jīng)過氫還原才能得到純度高的鎢粉。由此使工藝復雜。
另外，也有研究者利用微波方法對鎢粉進行球化處理(材料導報，2007年21巻 11A期125 — 127頁)。這種方式要比等離子體所需設(shè)備簡單。通過研究得知，微波對
3鉤粉的加熱是有一定限度的。鎢粉顆粒大，其球形化溫度就高；鎢粉顆粒小，其球 形化溫度就低。這樣使得顆粒大小不一的鎢粉，在球形化過程中，會出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象。
綜上所述，現(xiàn)有制備球形鎢粉的技術(shù)都需要用常規(guī)還原法制備的鎢粉作為原料， 然后進行處理得到球形鎢粉，由此使球形鎢粉成本較高。并且經(jīng)高溫等離子體處理 后，鎢粉顆粒明顯變粗。
發(fā)明內(nèi)，
本發(fā)明目的是采用降低球形鎢粉的制備成本，細化鎢粉顆粒。 一種微細球形鎢粉的制備方法，其特征是是綜合使用濃硫酸作為鎢酸銨的沉淀
劑以及分散劑，得到鎢酸沉淀，然后將沉淀物干燥、氫氣還原后得到球形鎢粉；具
體工藝是
先將飽和鎢酸銨溶液與分散劑超聲波攪拌混合均勻，分散劑選用BYK—154、 BYK _163、十二垸基硫酸鈉或十二垸基磺酸鈉，分散劑加入量為1 2% (以鎢酸銨溶液 為基準，分散劑是液體，加入量就是體積百分比，分散劑是固體，加入量就是重量 百分比)；然后在超聲波攪拌下加入濃硫酸，濃硫酸與鎢酸銨溶液的體積比為(15 20) : 100;在攪拌過程中生成沉淀，然后將沉淀濾出，干燥、破碎后置于氫氣還原 爐中還原，還原溫度為680 72(TC,得到粒度為1.2 2.8微米的微細球形鎢粉。
與現(xiàn)有技術(shù)是在常規(guī)還原制備的鎢粉基礎(chǔ)上進一步處理得到球形鎢粉相比，由 于本發(fā)明技術(shù)直接通過還原法得到球形鎢粉，接近于常規(guī)的鎢粉工業(yè)生產(chǎn)方法，因 此本發(fā)明技術(shù)大大簡化了球形鎢粉的生產(chǎn)技術(shù)，能夠明顯降低球形鎢粉的生產(chǎn)成本。
圖l是常規(guī)還原法制備的鎢粉形貌； 圖2是本發(fā)明技術(shù)制備的鎢粉形貌； 圖3是本發(fā)明技術(shù)的工藝流程圖。
具體實施例方式
先將飽和鴇酸銨溶液與分散劑超聲波攪拌混合均勻，分散劑選用BYK—154、 BYK 一163、十二垸基硫酸鈉或十二垸基磺酸鈉，分散劑加入量為1 2% (以鎢酸銨溶液 為基準)。然后在超聲波攪拌下加入濃硫酸，濃硫酸與鎢酸銨溶液的體積比為(15 20) : 100。在攪拌過程中生成沉淀。然后將沉淀濾出，干燥、破碎后置于氫氣還原 爐中還原，還原溫度為680 72(TC，得到粒度為1.2 2.8微米的微細球形鎢粉。實施例l
在超聲波攪拌條件下，將lml分散劑BYK-154加入100ml飽和鉤酸銨溶液中混 合均勾。然后繼續(xù)在超聲波的攪拌作用下加入濃硫酸15ml，反應后最終生成了沉淀。 將沉淀過濾出后，放在干燥箱中干燥，再研磨破碎成粉末。然后置于氫氣還原爐中 在680'C還原，得到平均粒度1. 2微米的球形鴿粉。
實施例2
在超聲波攪拌條件下，將2ml分散劑BYK-163加入100ml飽和鎢酸銨溶液中混 合均勻。然后繼續(xù)在超聲波的攪拌作用下加入濃硫酸18ml，反應后最終生成了沉淀。 將沉淀過濾出后，放在干燥箱中干燥，再研磨破碎成粉末。然后置于氫氣還原爐中 在720'C還原，得到平均粒度2.5微米的球形鎢粉。
實施例3
在超聲波攪拌條件下，將l.Og分散劑十二烷基硫酸鈉加入ioomr飽和鎢酸銨溶 液中混合均勻。然后繼續(xù)在超聲波的攪拌作用下加入濃硫酸17ml,反應后最終生成 了沉淀。將沉淀過濾出后，放在干燥箱中干燥，再研磨破碎成粉末。然后置于氫氣 還原爐中在70(TC還原，得到平均粒度2. 0微米的球形鉤粉。
實施例4
在超聲波攪拌條件下，將1. Og分散劑十二烷基磺酸鈉加入100ml飽和鴿酸銨溶 液中混合均勻。然后繼續(xù)在超聲波的攪拌作用下加入濃硫酸16ml，反應后最終生成 了沉淀。將沉淀過濾出后，放在干燥箱中干燥，再研磨破碎成粉末。然后置于氫氣 還原爐中在69(TC還原，得到平均粒度1. 8微米的球形鎢粉。
實施例5
在超聲波攪拌條件下，將2ml分散劑BYK-154加入100ml飽和鎢酸銨溶液中混 合均勻。然后繼續(xù)在超聲波的攪拌作用下加入濃硫酸20ml，反應后最終生成了沉淀。 將沉淀過濾出后，放在干燥箱中干燥，再研磨破碎成粉末。然后置于氫氣還原爐中 在72(TC還原，得到平均粒度2.8微米的球形鎢粉。
權(quán)利要求
1. 一種微細球形鎢粉的制備方法，其特征是是綜合使用濃硫酸作為鎢酸銨的沉淀劑以及分散劑，得到鎢酸沉淀，然后將沉淀物干燥、氫氣還原后得到球形鎢粉；具體工藝是先將飽和鎢酸銨溶液與分散劑超聲波攪拌混合均勻，分散劑選用BYK—154、BYK—163、十二烷基硫酸鈉或十二烷基磺酸鈉，分散劑以鎢酸銨溶液為基準加入量為1～2％；然后在超聲波攪拌下加入濃硫酸，濃硫酸與鎢酸銨溶液的體積比為(15～20)100；在攪拌過程中生成沉淀，然后將沉淀濾出，干燥、破碎后置于氫氣還原爐中還原，還原溫度為680～720℃，得到粒度為1.2～2.8微米的微細球形鎢粉。
全文摘要
本發(fā)明屬于粉末冶金制粉領(lǐng)域，涉及一種微細球形鎢粉的制備方法。其特征是綜合使用濃硫酸作為鎢酸銨的沉淀劑以及分散劑，得到鎢酸沉淀，然后將沉淀物干燥、氫氣還原后得到球形鎢粉；具體工藝是先將飽和鎢酸銨溶液與分散劑超聲波攪拌混合均勻，分散劑選用BYK-154、BYK-163、十二烷基硫酸鈉或十二烷基磺酸鈉，分散劑以鎢酸銨溶液為基準加入量為1～2％；然后在超聲波攪拌下加入濃硫酸，濃硫酸與鎢酸銨溶液的體積比為(15～20)∶100；在攪拌過程中生成沉淀，然后將沉淀濾出，干燥、破碎后置于氫氣還原爐中還原，還原溫度為680～720℃，得到粒度為1.2～2.8微米的微細球形鎢粉。本發(fā)明簡化了球形鎢粉的生產(chǎn)技術(shù)，能夠明顯降低球形鎢粉的生產(chǎn)成本。
文檔編號B22F9/26GK101433968SQ200810239760
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者振 李, 楊國慶, 濤 林, 驥 羅, 邵慧萍, 郝俊杰, 郭志猛 申請人:北京科技大學