钨粉的制备技术及发展方向
一种钨粉制造方法

一种钨粉制造方法
1. 钨粉的原料选择:选择高纯度的钨粉原料,含杂质较少。
2. 粉末制备:将选好的钨粉原料添加到特制的球磨机中,进行球磨,完成粉末的细化。
3. 粉末筛分:经过球磨的钨粉需要进行筛分,将粗颗粒与细颗粒分离。
4. 洗涤:对筛分后的细钨粉进行多次水洗并浸泡,以去除其中的杂质和残留的化学试剂,获得高纯度的钨粉。
5. 干燥:将洗涤后的钨粉放置于烘箱内进行干燥,以使其水分含量达到标准。
6. 粉末烧结:将经过干燥的钨粉放置于高温、高压下进行烧结,形成致密、均匀的钨粉块。
7. 粉碎:将烧结后的钨粉块粉碎成所需的粒子大小。
8. 筛分:将粉碎后的钨粉进行筛分,分离出不同粒径的粉末,以备不同用途。
钨粉生产工艺

钨粉生产工艺
钨粉是一种重要的工业原料,广泛应用于电子、冶金、化工等领域。
钨粉的生产工艺对产品质量和生产效率有着重要影响。
下面将介绍钨粉的生产工艺。
钨粉的生产通常采用钨酸铵还原的方法。
首先将钨酸铵溶解在水中,然后加入还原剂进行反应。
还原剂通常选用氢气、氢氧化钠等。
在反应过程中,要控制反应温度和反应时间,以确保反应充分,得到高纯度的钨粉。
得到的钨粉需要进行粉碎和分级处理。
粉碎可以采用球磨机或者颚式破碎机等设备。
分级处理可以采用空气分级机或者离心分级机等设备。
通过粉碎和分级处理,可以得到满足不同要求的钨粉产品。
钨粉的生产还需要进行干燥和包装。
干燥可以采用烘箱或者流化床干燥器等设备。
包装通常采用塑料袋或者桶装。
在包装过程中,要注意防潮防尘,确保产品质量。
总的来说,钨粉的生产工艺包括溶解、还原、粉碎、分级、干燥和包装等环节。
在每个环节中都需要严格控制操作参数,确保产品质量稳定可靠。
通过不断优化工艺流程和设备,可以提高钨粉的生产效率,降低生产成本,满足市场需求。
钨粉作为一种重要的工业原料,在现代工业生产中具有不可替代的作用。
随着科技的不断发展,钨粉的应用领域将进一步拓展,对钨
粉的生产工艺提出了更高的要求。
只有不断改进工艺,提高产品质量,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。
希望本文对钨粉生产工艺有所帮助,谢谢阅读!。
2024年钨粉市场前景分析

2024年钨粉市场前景分析引言钨粉是一种重要的金属粉末,具有高密度、高熔点和良好的热稳定性等特点。
它广泛应用于各种领域,包括电子、航空航天、能源等。
随着全球工业化进程的推进,钨粉市场前景备受关注。
本文将对钨粉市场前景进行深入分析。
钨粉市场现状目前,全球钨粉市场规模逐年扩大。
钨粉的主要用途是制造钨合金,而钨合金则用于制造高温工具、航空航天零部件、电子元件等。
随着全球航空航天和电子行业的快速发展,对钨粉的需求持续增长。
然而,钨粉市场也面临一些问题。
首先,钨矿资源的供应不足是制约市场发展的主要因素之一。
钨矿石市场受到地质条件、政治环境等因素的影响,导致供应不稳定。
其次,钨粉生产技术相对成熟,竞争激烈。
市场上存在大量的钨粉生产企业,价格竞争激烈,利润空间有限。
2024年钨粉市场前景分析市场需求增长尽管钨粉市场面临一些挑战,但市场需求仍然保持着稳定增长。
一方面,航空航天和电子行业的持续发展推动了钨粉的需求增长。
随着科技的进步,航空航天和电子产品对高性能钨合金的需求将继续增长。
另一方面,新兴产业的崛起也为钨粉市场带来了新的机遇。
例如,新能源汽车产业的快速发展带动了钨粉在电动车电池和电控系统中的应用。
新技术的应用随着科技的不断进步,新技术的应用将进一步推动钨粉市场的发展。
一方面,钨粉在3D打印、激光切割等领域的应用前景广阔。
3D打印技术的快速发展将需要更多高性能钨粉来制造复杂零件。
另一方面,钨粉在新材料领域的应用也具有巨大潜力。
例如,钨粉与碳纳米管等材料的复合,可以制造出具有优异性能的新材料。
地缘政治因素影响钨粉市场的发展还受到地缘政治因素的影响。
中国是全球最大的钨矿石生产国和钨粉出口国,其政策调整和地质环境变化对全球钨粉市场具有重要影响。
同时,一些国家对钨粉的出口实施了限制,这也对市场供需关系产生了一定的影响。
总结综上所述,钨粉市场前景可观。
市场需求的增长、新技术的应用以及地缘政治因素的影响都将推动钨粉市场的发展。
粉末冶金钨材料的制备及性能研究

粉末冶金钨材料的制备及性能研究随着社会的发展和科学技术的进步,新材料的研究和应用已经成为时代的需求。
粉末冶金技术作为材料科学领域中一种广泛应用的技术,已经成为材料科学研究的一项重要内容之一。
在粉末冶金技术中,钨材料的制备及性能研究一直备受关注。
本文将详细阐述粉末冶金钨材料的制备及性能研究。
一、钨材料的制备方法1. 真空热压法真空热压法是制备钨材料的常见方法之一。
首先,将精细钨粉在真空条件下加热,进一步提高钨粉的烧结能力。
然后,将加热后的钨粉放入模具中,并进行热压处理。
最后,经过热压处理的钨材料具有高强度、高硬度、高密度等优良的物理性能。
2. 合成抛射法合成抛射法是利用电弧放电、高频感应等方法将钨粉分散在气体氛围中,利用惯性或静电力将钨粉快速击打在基板上的制备方法。
该方法制备的钨材料具有高纯度、均匀性好等优点。
3. 等离子体烧结法等离子体烧结法采用等离子体热源将钨粉加热烧结,钨材料具有高纯度、高密度、高强度、高硬度等优点。
该方法还可以制备出微米级和纳米级的钨材料。
二、钨材料的性能研究1. 机械性能钨材料具有很高的硬度和抗拉强度,因此在热度极高的环境下具有一定的耐磨性和抗撞击性。
钨材料还具有很好的韧性和延展性,在高压力和高温度下不易变形。
2. 热学性能钨材料的导热性和热膨胀系数都很低,因此在高温环境下具有很强的耐火能力。
此外,钨材料还具有很好的热稳定性,即在高温环境下不会发生化学反应。
3. 电学性能钨材料具有很好的导电性和耐烧结性。
在高温环境下,钨材料不会因为电子烧蚀而失去导电能力。
此外,钨材料的电成形性、电切割性和电火花加工性都很好。
总结:粉末冶金钨材料的制备及性能研究已有很长时间,但仍有许多问题需要进一步解决。
未来,我们需要进一步探讨如何提高钨材料的高温性能、增加其热膨胀系数和减少其导电损失等问题。
金属钨粉的生产

2)原料的形态和特征:
– 还原速度
铵钨青铜(ATB) >WO3或WO2.9
• 相变过程
(图1-4-6, 图1-4-8)
WO3干H2还原: WO3 → WO2.9→WO2→α-W WO3湿H2还原: WO3→WO2.9→WO2 → α-W
β-W
(图1-4-9)
ATB干H2还原: WO3→WO2.9 →WO2 → β-W
产生的金属W为疏松粉未,化学反应控制 1-(1-x)1/3=kT
管状炉中厚层料的还原
– 还原率<70% 化学反应控制
– 还原率>70%
1-(1-X)1/3=kT (表现活化能66.9KJ/mol) 向扩散控制过渡
(2)影响还原速度及相组成变化的因素
1)还原温度↑→,还原速度↑ (图1-4-6, 图1-4-8)
(4)氢还原尾气的回收 冷凝法除水→CaCl2或硅胶吸收残余水蒸气。
图1-5-4
回转炉结构图
1-卸料斗; 2–炉尾密封装置; 3–炉管; 4–后托轮装置; 5–震打器;
6–保温层;
7–炉架; 8–发热体装置; 9–炉壳; 10–前托轮装置; 11–链轮; 12–炉头密封装置;
13–除尘气箱; 14–送料装置; 15–链轮; 16–套筒滚子链;17–弹性联轴接; 18–机座;
第五章 金属钨粉的生产
第一节 概述
第二节 三氧化钨氢还原法生产金属钨
一、基础理论
1.热力学分析 2.反应机理及影响还原速度的因素 3.钨粉粒度的控制
二、工业实践
1.氢还原设备
2.氢还原的工艺
第三节 卤化物氢还原法生产金属钨
1.简单原理
2.工艺过程
钨冶金的原则工艺流程
第一节 概述
钨粉的用途

钨粉的用途钨粉是一种高性能材料,具有优良的物理和化学性能,因此在许多不同的领域都有着广泛的应用。
在本文中,我们将讨论钨粉的用途,包括钨粉在电子、化学、机械、航空、冶金、医疗和环保等方面的应用。
除此之外,我们还将介绍制备钨粉的方法和其中的一些特殊性质。
一、制备钨粉的方法制备钨粉的方法有多种,包括化学还原法、热还原法、高温气相制备法和等离子烧结法等。
其中,化学还原法是最为常见的一种方法,它主要涉及到钨酸盐和还原剂之间的反应。
这种方法具有简单、可控性高、适用范围广等优点。
但是,该方法生成的钨粉纯度较差,因此需要进行一定程度的处理和纯化。
二、用途1.电子领域钨粉用于电子领域,主要是用于制造灯丝、半导体器件、电极和热电偶等。
由于钨具有高熔点和高导电率等特点,因此它是制造这些电子元件的理想材料。
比如,电子管中所使用的功率裂变器、阳极和灯丝等,都是采用钨材制成。
此外,钨还可以用于钨蒸气灯等光源的制造。
2.化学领域钨粉在化学工业中的用途主要体现在催化剂和金属加工中。
钨粉可以作为切削工具材料,用于切削和加工金属材料,如车床刀片、铣刀头、切断刀片、钻头等。
此外,钨粉还可以用于制造高温陶瓷等。
3.机械领域钨粉在机械领域的用途也非常广泛,主要用于制造高速和高温的机械零部件。
由于钨具有高强度、高韧性和高抗磨性等特点,因此它是制造机械零部件的理想材料。
比如,钨粉可以用于制造喷气发动机的轴承、涡轮叶片和燃烧室等部件。
4.航天领域钨粉在航天领域的用途也非常广泛,主要用于制造航空发动机中的轴承、涡轮叶片和燃烧室等部件。
由于航空发动机是极为苛刻的工作环境,因此需要使用高强度、高韧性、高温耐受性和抗磨性等能力强的材料。
同时,在太空舱和卫星中也经常使用钨粉制造的零部件,如存储电池、信号传输装置和太阳能电池板等。
5.冶金领域钨粉在冶金领域的用途主要是用于制造耐高温金属,如钢、锆、钛和铌等。
由于钨具有高熔点、高硬度和高密度等特点,因此它是制造这些耐高温金属的理想添加剂。
超细钨粉及碳化钨粉制备工艺研究

本文主要介绍了以氢还原氧化钨工艺制备超细钨粉、用超细钨粉制 备碳化钨粉的方法以及超细粉末的气流粉碎分级。
本文根据氧化钨氢还原理论分析了影响钨粉粒度和均匀性的因素, 并通过分析不同氧化钨原料的微观结构以及对比实验确定了制备超细钨 粉的原料。研究结果表明,制备超细钨粉应采用顺氢推舟、低还原温度、 高氢气流量和低氢气湿度、薄料层的工艺条件。紫钨由于其特殊的孔结 构,使其具有良好的透气性能,能够迅速地从还原气氛中排出水汽,从 而生产出细而均匀的钨粉,并且钨粉粒度受装舟量和氢气流量影响小, 从而可体现出它在产能上的优势。同时,紫钨在干燥的氢气中还原可不 经过产生 WO2 的中间阶段,从而得到细而均匀的钨粉。还原过程中应控 制好工艺条件,避免产生 WO2 聚集体。通过多次实验反复验证,以紫钨 为原料,确定了制备超细钨粉的最佳工艺制度,并按此工艺制度制备出
2023年钨粉行业市场前景分析

2023年钨粉行业市场前景分析随着现代工业的发展,对于高纯度、高温度、高强度等高性能材料的需求不断提高,而钨粉作为其中的一种新型高性能金属材料,在近年来也得到了广泛的应用和关注。
本文将从钨粉行业的发展历程、市场规模及发展趋势、亟待解决的问题三方面对钨粉行业的市场前景进行分析。
一、钨粉市场的发展历程钨粉是一种高性能金属粉末,它是钨材料的原材料之一。
钨的高熔点、高密度、高强度、抗腐蚀性以及良好的电学和热学性能使其在工业和国防科技领域的应用十分广泛。
钨粉也因此而应运而生,并逐渐成为高科技材料领域中备受关注的一个研究热点。
在国内,早在20世纪40年代,钨粉就开始被生产和应用。
但由于技术水平和工艺条件的限制,钨粉的产量和品质一直无法满足国内外市场的需求。
直到上世纪80年代以来,我国钨粉行业才逐步走上正轨,投资力度逐年加大,技术不断提高,产能逐步扩大,使得我国的钨粉产量不断提高。
据中国金属学会统计,我国钨粉的产量约占世界总产量的70%以上,在世界范围内占据着重要的市场地位。
二、钨粉市场规模及发展趋势随着世界各国经济的快速发展,对于高性能材料的需求不断加大。
钨粉具有耐高温、高强度、耐蚀等特点,应用广泛,其市场需求量也在不断增加。
据业内专家分析,未来十年,全球钨粉市场的年复合增长率将保持在7%以上,预计到2025年,全球钨粉市场规模将达到80亿美元以上,市场潜力十分巨大。
在我国,尽管钨粉行业面临着一些问题和挑战,但是其市场前景仍然十分广阔。
首先,我国是世界上最大的钨资源国之一,自然条件优越、储量丰富。
其次,我国的科研水平和技术装备在近年来也不断提高,能够逐步满足国内外市场对于高纯度、高质量钨粉的需求。
最后,在国家政策的支持下,钨粉行业将得到更好的发展。
三、亟待解决的问题目前,钨粉行业在发展中面临着一些问题和挑战。
首先,由于产能过剩和市场竞争激烈,一些钨粉企业的生产水平和质量还有待提高。
其次,环保问题也是一个亟待解决的难题,一些钨粉企业对于环保问题的整改和治理不到位,造成了一定的负面影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
因此,十几年来,国内外在亚微米(<1 )、超细(<O.5 )以及纳米(<100 nm)钨粉、碳化钨粉的研制上,都投入了大量的人力和物力。该课题已经成为全世界钨行业研制的一个热点与发展趋向,受到国内外普遍的关注[3]。
钨粉的制备技术及发展方向
摘 要:综述了目前国内外制备纳米金属钨粉的几种方法。重点介绍并分析了高能球磨法、气体蒸发法、等离子体法、自蔓延高温还原法、氧化钨粉还原法等制备方法优缺点。与传统方法相比,这些新工艺制备的产品性能更优异,有很大的发展前景。
关键词:纳米;钨粉;制备方法;方向
前言:20世纪90年代后,超细钨粉的研制一直受世界各国的关注。原因之一是超细钨粉是高质量x光管钨靶和厚度达微米级的钨箔的原料;另一原因是超细晶粒硬质合金的生产必须采用超细(或亚超细)钨粉和亚超细碳化钨作原料 。这种超细晶粒硬质合金与一般的微米晶粒硬质合金的主要区别在于晶粒达到超细(<0.5 m),原料粉末达到纳米级(<O.1 )[2]。另外,超细晶粒硬质合金兼有高硬度、耐磨性、红硬性和较高的强韧性,可以解决某些特殊材料的加工难题,被广泛用于制造金属切削刀具、印刷线路板的微型钻、点阵打印机的针头等精密工具、精密模具、耐磨零件等[3,4]。
3 结语
(1)目前,纳米金属钨粉研究和开发仍处于初级阶段,工艺与技术有待完善,极少数发达国家已经具有了批量生产的能力。
(2)由于纳米微粉细化到了分子、原子尺度,其团聚现象极为严重,所以,纳米分散技术显得极为重要。影响粉末团聚程度的因素很多,包括在粉末制备的各令步骤中,要有效地减少团聚就必须针对其形成原因,在制备过程中采取有效措施。显然,当纳米金属钨粉的团聚问题得到解决后,纳米wC硬质合金的性能将得到进一步的提高。
(2)纳米钨粉强烈的团聚趋势,也给钨粉粒度的测定带来了很大麻烦,目前还没有一种能完全精确测超细钨粉粒度的方法[21|。现用的分散办法都不能使粒团完全瓦解和分散,常用的粉末粒彦及度分布的测定方法,如FSSS法、沉降法与激光衍射法,均不适用于纳米钨粉的粒度测定;扫描电镜(SEM)和氮吸附法(BET)测定结果相对准确一些。
1 纳米金属钨粉的制备方法
最初超细钨粉的制备方法是将原有氢还原制备钨粉的方法加以改进,或采用新的还原方法,如氢还原卤化钨及三氧化钨在氩氢等离子中还原等[6,7】。而随着纳米材料的出现,纳米金属钨粉的制备新方法也就不断涌现。下面简要介绍近年来纳米金属钨粉的研究进展。
目前,有关纳米金属钨粉的制备研究主要集中于高能球磨法、气体蒸发法、等离子体法、自蔓延高温还原法、氧化钨粉还原法等。
(3)我国在纳米钨粉、碳化钨粉的研究、生产方面虽然取得一定成绩,但与世界先进水平还存在较大差距。应根据我国实际情况,大胆研究和采用新技术、新工艺,力争研究出适合我国国情的、具有世界先进水平的纳米钨粉生产工艺。
[ 参 考Leabharlann 文 献 ][1]廖寄乔,石刚,王华.超细钨粉的制取及其氧化钨原料和钨粉的粒度测量[J].理化检验一物理分册,2002,38(8):337.341.
等离子体法制备的钨粉粒子质量好,干净、受污染少,尺寸小,尺寸分布范围窄。另外,等离子技术被认为是制取球形粉末最有效的方法[3]。
A一蒸汽:B一刚生成的纳米颗粒;C一成长后的纳米颗粒;D一惰性气体(氩、氩等)
图气体蒸发法生成纳米颗粒的模式图【14】
该法的缺点是不易维持等离子流的持续稳定,从而无法保证原料的蒸发和反应充分进行。虽然最近有用该法试制纳米级球形钨粉、碳化钨粉的报道,但仍处于研制阶段,离工业化生产尚有较大的距离。
1.4 自蔓延高温还原法
自蔓延高温合成(Senpropagating Hing-temperature SyntIlesis,简称SHS)以其独有的特点(合成时间短、能耗低、产品纯度高等)成为合成与制备高熔点材料的极具优势的一种方法。在SHS工艺中,以氧化物为原料,采用活泼金属作还原剂,通过还原合成制备材料的方法为SHS还原法,特点是原料便宜,来源广,具有应用前景[19]。
王延玲等[19]以CaWO4(40 m一50 m,分析纯),Mg粉(76 m一150 m)为原料研究了钨粉的制备。原料混合后,用压样机在不同压力下压制成直径为20 mm的压坯。SHS合成过程是在自制的反应器中和氩气气氛下进行的,平行于试样表面的钨丝作为点火源。燃烧产物经破碎后,浸泡于10%HCl(过量30%)溶液中一定时间后过滤,然后用去离子水洗至中性,同时进行滤液中无 、 的鉴定,再干燥,以除去MgO,CaO。得到的滤渣再用5%NaOH浸出后过滤,水洗至中性后用10%HCl进行淋洗,重复第一步干燥后得到钨粉。燃烧产物和浸出后的产物的XRD,SEM和粒径分布分析表明:采用自蔓延还原法可得到平均粒径为O.87 m,比表面积为1.09 /g,纯度大于等于99.O%的钨粉。
1.5氧化钨粉还原法
自从20世纪50年代以来,钨粉制造业在选用氧化钨原料方面发生了巨大变化,在此之前,国内外钨粉生产多以钨酸( )和黄色氧化钨(简称黄钨, )为原料。20世纪60至70年代,美国、法国、荷兰、英国、奥地利、德国、日本等诸多国家,先后普遍采用了蓝色的氧化钨(简称蓝钨,简写TBO, )为原料取代了钨酸和黄钨来生产钨粉。我国在20世纪70年代末和80年代初,就开始了蓝钨的研制与生产[20]。
[2]邵刚勤,吴伯麟,魏明坤,等.超细晶粒wc硬质合金的研制动态[J].武汉工业大学学报,1999,21(6):18.20.
[3]陈绍衣.超细钨粉、碳化钨粉研制方法的述评——推荐用传统流程生产超细碳化钨粉[J].中国钨业,1999,14(5_6):146-149.
[4]张凤林,朱敏。王成勇.纳米硬质合金进展[J].稀有金属,2002,26(1):54.58。
[5]熊小明,张秋和,张倩.钨粉还原工艺优化与合金球齿硬度[J].中国钨业。2003,18(6):38-40.
2 存在的问题
从总体来看,纳米金属钨粉的研究开发还存在以下问题:
(1)无论哪一种方法制备的超细或者纳米金属钨粉末,其细微的颗粒都趋向于聚集在一起,形成团聚状的二次颗粒,乃至三次颗粒,每个颗粒内部有细小孔隙,这种自发的聚集倾向对超细粉的工艺和使用性能都产生不利影响。特别是一次颗粒以较强的结合力结合的硬团聚,由于团聚体不易被破坏,影响更大。
该法工艺过程简单易行,生产率高,易于控制,对设备无损害,容易获得细粒粉末。该粉末的最大优点是颗粒均匀,粒度分布窄,无粗大颗粒。
1.5.2喷雾干燥一流化床法
又称热化学法,喷射转换法。美国Ratgers大学L.E.McCandlish和B.H.Kear发明了喷雾干燥一流化床技术制备纳米WC粉【26】,而氧化钨粉还原则是其中的一部分。此法是先用喷雾干燥技术得到AMT粉体((NH4)6·H2W12O40·4H20),在将AMT粉体在适当气氛下热分解得到钨的氧化物粉体,最后用氢气还原得到纳米金属钨粉。它包括3个阶段,如图3所示。
喷雾干燥一流化床法工艺路线短,可大批量生产纳米金属钨粉,但该工艺遇到不少困难,目前仍处于试制阶段。
(1)原始溶液的制备 (2)喷雾干燥 (3)流化床转化
图3喷雾转换工艺的3个阶段【27,28】
1.5.3封闭循环氢还原法
近来,李在元等【29】用自制的封闭循环氢还原系统进行了 的氢还原,得到了粒径为20 nm一60nm、纯度99.76%的钨粉。主要过程:将 粉末置于自制的封闭还原炉中,通氮气将炉内空气排出后,通人一定量氢气,使氢气与氮气的比例为l:3,打开气体泵使氢气在系统内循环,还原炉升温至所需温度恒温,把样品推人恒温区内进行还原,记录系统内压力变化,压力不降即为反应终点。快速把样品推入冷却区进行冷却,冷却至室温时取出样品。此法的优点在于可以快速彻底除去反应生成的水分,使反应温度和反应物的湿度大大降低,从而确保能得到细颗粒的钨粉;并且,易于判断反应终点,使氢气也得到充分利用。
用此方法可制备晶粒尺寸为几纳米到几百纳米的纳米金属钨粉体。
该方法制备的纳米钨粉纯度高、工艺过程中无其它杂质污染、反应速度快、结晶组织好,但技术设备要求较高。
1.3等离子体法
等离子体法的基本原理是在惰性气氛或反应性气氛中,通过直流放电(或其他方式)使气体电离产生高温等离子体,从而使金属熔融蒸发,得到金属蒸汽,进行骤冷或发生化学反应形成超微粒¨[15,16]。目前,获得等离子的方法主要有热电离法、激波法、光电离法、射线辐射法以及直流、低频、射频、微波气体放电法等[17]。用射频等离子体与直流电弧组成的混合等离子可制备平均晶粒度为10nm的金属钨粉体[18]。
1.2气体蒸发法
在惰性气体中将金属蒸发得到亚微米至纳米数量级超细粉体的气体蒸发法,是日本Uyeda于1963年首先提出的。在气体中蒸发生成纳米颗粒的模式如图2所示。纳米钨粉的制备过程:将真空室抽空至2.5×10。5Pa,充人纯度为99.99%的高纯氩气至100一500Pa。加热使纯度为99.9%、直径为lmm的钨丝蒸发。蒸发的气体原子(W)与惰性气体原子碰撞失去能量,凝聚形成纳米尺寸的团簇,然后在由液氮冷却的试样栅中冷凝。得到的纳米钨粉体的结构为体心立方(B.C.C)结构的 一W与A—15结构的 一W共存,或A—15结构的 —w,晶态结构随冷凝位置不同而不同。经700℃热处理,可使A一15结构的 一W不可逆的转变为B.C.C结构。
1.1高能球磨法
高能球磨法是在较低的温度下,于保护气氛中,利用球磨机的转动或振动,使硬球对原料进行强烈的撞击、研磨和搅拌,将金属粉碎为纳米级颗粒。目前,高能球磨主要采用振动球磨机、行星球磨机和搅拌球磨机等来制备纳米粉体。高能球磨设备如图1所示。
在纳米结构形成机理的研究中,认为高能球磨过程是一个颗粒循环剪切形变的过程,在这一过程中,晶格缺陷不断在大晶粒的颗粒内部大量产生,从而导致颗粒中晶界的重新组合。在单元的系统中,纳米晶的形成仅仅是机械驱动下的结构演变。晶粒度随球磨时间的延长而下降,应变随球磨时间的增加而不断增大。在球磨过程中,由于样品的反复形变,局域应变带中缺陷密度达到临界值时,晶粒开始破碎,这个过程不断反复,晶粒不断细化直到形成纳米结构[8]。