The invention relates to a low cost two stage reduction method for preparing nanometer tungsten powder, which belongs to the field of non-ferrous metal preparation. In the first stage, carbon is used as reducing agent, tungsten trioxide is used as raw material, the temperature range is between 900 1200 to reduce most tungsten trioxide to tungsten powder, and a small amount of oxygen is retained to avoid carbon residue. In the second stage, hydrogen is used as a reductant to remove a small amount of oxygen from the pre-reduced tungsten powders prepared in the first stage between 600 950 C. The invention uses low cost carbon as reducing agent to remove more than 90% oxygen from tungsten oxide, and only uses a very small amount of hydrogen in the second stage, which can avoid carbon residue, ensure the purity of tungsten powder and greatly reduce production cost. Compared with hydrogen reduction, carbon reduction of tungsten oxide can avoid the growth of tungsten powder particles caused by gas migration mechanism, and thus obtain uniform particle size distribution of nano-tungsten powder. The average particle size of the tungsten powder prepared by the invention is 40_200 nanometer, the raw material cost is low, the product purity is high, the particle size is small, the process is simple, and the production efficiency is high.
【技术实现步骤摘要】
一种低成本两段还原制备纳米钨粉的方法
本专利技术属于纳米粉体材料制备领域,公开了一种低成本两段还原制备纳米钨粉的方法,尤其涉及到一种纳米钨粉的制备方法。
技术介绍
钨具有高密度、高熔点、高硬度、高耐磨性、低热膨胀系数、优异的导电导热性能以及良好的耐腐蚀性能,在许多领域得到了广泛的应用。例如:作为制造灯丝的原料,用于微波炉的磁控管,电触点,火箭发动机的点火管,航天器的热离子发射器,高动能击穿器的军事应用,火箭/喷气叶片的喷嘴和电子发射器,电网线,散热片护套以及用于切割工具和抗摩擦工具的超硬合金。大颗粒钨粉在压成坯块后相对密度很低,制成的钨丝、钨块、钨板就会十分容易断裂,影响了钨材的使用和寿命。而纳米尺寸的钨粉,在烧结制成钨坯后,钨材的致密度有很大的提升,就能够比较好的解决大体积钨块容易脆断的问题。另外,人们在一些合金粉末方面关注较多,也对纳米粉末制备合金粉末做了大量的研究。发现使用纳米粉末制作合金在很大程度上降低了烧结的温度,使晶粒的尺寸更细更小,合金的塑性也得到了提高。所以用纳米钨粉烧结合成钨坯及其合金是提高钨系合金物理力学性能的最佳途径之一。目前,工业上钨粉的制备主要采用氢气还原氧化钨的工艺。但是,在传统氢气还原氧化钨制备钨粉过程中,由于生成WO2(OH)2气相中间产物,导致钨粉颗粒的粗化而难以获得纳米的钨粉。虽然有很多其他的方法用于制备纳米钨粉,包括高能球磨,热等离子体技术,羰基钨热分解法,热化学反应法,低温熔盐制备等等,但是,这些方法由于成本、生产效率、工艺复杂等原因难以用于工业化生产纳米钨粉。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有纳米钨粉制备工艺的 ...
【技术保护点】
1.一种低成本两段还原制备纳米钨粉的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将三氧化钨和碳在碳配比不足情况下混合均匀,在惰性气氛下进行一段还原,在缺碳情况下大部分的三氧化钨被还原为纳米钨粉,在产物中保留少量的氧;(2)将步骤(1)中得到的预还原纳米钼粉在氢气气氛下进行第二段还原,去除剩余的少量的氧,得到纯度较高的纳米钨粉。
【技术特征摘要】
1.一种低成本两段还原制备纳米钨粉的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将三氧化钨和碳在碳配比不足情况下混合均匀,在惰性气氛下进行一段还原,在缺碳情况下大部分的三氧化钨被还原为纳米钨粉,在产物中保留少量的氧;(2)将步骤(1)中得到的预还原纳米钼粉在氢气气氛下进行第二段还原,去除剩余的少量的氧,得到纯度较高的纳米钨粉。2.根据权利要求1所述的一种低成本两段还原制备纳米钨粉的方法,其特征在于,步骤(1)中所述的一段还原,其三氧化钨与碳的配比为1...
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