钨铜合金的制备方法--粉末冶金
2019-05-27 10:11:36
粉末冶金是制取金属或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为质料,通过成形和烧结,制作金属材料、复合材料以及各种类型制品的技术技能。粉末冶金法与加工陶瓷有类似的当地,因而,一系列粉末冶金新技能也可用于陶瓷材料的制备。因为粉末冶金技能的优势,它已成为处理新材料问题的钥匙,在新材料的发展中起着无足轻重的效果。粉末冶金具有共同的化学组成和机械、物理功用,而这些功用是用传统的熔铸办法无法取得的。运用粉末冶金技能能够直接制成多孔、半细密或全细密材料和制品,如含油轴承、齿轮、凸轮、导杆、刀具等,是一种少无切削技术。(1)粉末冶金技能能够最大极限地削减合金成分偏聚,消除粗大、不均匀的铸造安排。在制备高功用稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材料、稀土催化剂、高温超导材料、新式金属材料(如AlLi合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材料等)具有重要的效果。(2)能够制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱满固溶体等一系列高功用非平衡材料,这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学功用。(3)能够容易地完成多种类型的复合,充分发挥各组元材料各自的特性,是一种低成本加工高功用金属基和陶瓷复合材料的技术技能。(4)能够加工普通冶炼法无法加工的具有特殊结构和功用的材料和制品,如新式多孔生物材料,多孔别离膜材料、高功用结构陶瓷磨具和功用陶瓷材料等。(5)能够完成近净形成形和自动化批量加工,然后,能够有用地下降加工的资源和能源消耗。(6)能够充分利用矿物、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、收回废旧金属作质料,是一种可有用进行材料再生和综合利用的新技能。咱们常见的机制作刀具,五金磨具,许多便是粉末冶金技能制作的。
钛铝合金制备加工技术
2018-12-29 11:29:12
钛铝合金的制备加工技术主要有如下几种:
(1)铸锭冶金技术;
(2)粉末冶金技术;
(3)快速冷凝技术;
(4)复合材料技术。
钛铝合金铸锭冶金技术存在铸锭成分偏析和组织不均匀等问题;快速冷凝技术制备的钛铝合金粉末,化学成分稳定,工艺性能良好,但随着热处理温度的变化,粉末的显微结构和显微硬度会发生相应变化复合材料技术制备的钛铝合金显示出良好的强化性能,但横向性能、环境抗力等问题仍有待解决;粉末冶金法可制备组织均匀、细小的制件,且可实现制件的近净成形,可有效解决T-i Al金属间化合物合金难于加工成形问题。目前主要制粉方法有两种:元素粉末法和钛铝预合金粉法。目前国内学者多采用元素粉末法制备钛铝合金。
在镁合金表面制备铝基涂层
2019-01-10 09:44:09
镁是较轻的金属结构材料,具有良好的导热性、电磁屏蔽性、抗冲击减震性及比强度高、比刚度高、无毒、可回收和易加工等特点,具有广阔的应用前景。但是,镁合金的电极电位远低于零,是工业合金中较低的,且镁的氧化膜疏松多孔,使其具有极高的化学和电化学活性,因此抗腐蚀性能差。另外,镁合金的硬度低,耐磨性能较差。这些缺点极大地制约了镁合金在工程领域中的应用。如何有效地提高镁合金的耐磨抗蚀性能,成为当今镁合金材料工业应用中亟待解决的关键技术难题,而镁合金表面处理是较有希望的研发方向。 在镁合金表面制备Al涂层,可以提高镁合金的耐蚀性能,这是因为:(1)Al涂层表面容易形成一层致密坚硬的Al2O3膜,其在大气中具有自修复性,可起到对基体材料的保护作用;提高铝铝镁合金中的Al含量,可以成倍甚至几十倍地增加镁合金的耐蚀性能;同时,在镁合金表面的铝涂层的形成过程中,涂层中Al元素会向基体镁合金方向扩散,提高镁合金中的Al含量,使镁合金自身耐蚀性能得到提高;(2)Al是镁合金中常见的合金元素,其加入不会影响镁合金的回收利用,且Al是环境友好型材料,无污染,有利于回收;(3)Al与Mg可形成金属间化合物,具有较好的耐蚀和耐磨性;(4)在众多元素中,Al与Mg的化学位较接近,二者形成腐蚀原电池的破坏性较小。 有学者利用铝、镁热膨胀系数相近(Al的热膨胀系数为23μm/℃;Mg的热膨胀系数为26μm/℃)的特点,采用高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金表面制备铝基非晶纳米晶复合涂层以实现对其表面防护的作用。结果表明,采用高速电弧喷涂技术制备的Al-Ni-Y-Co涂层中存在非晶、纳米晶和晶化相,涂层组织致密,与镁合金基体的结合强度大于25MPa,孔隙率小于2.0%,平均显微维氏硬度值大于300HV0.1,且在质量分数为5%的NaCl水溶液中表现出优于纯Al涂层的耐蚀性能。 但是,多项报道指出,在镁合金表面获得的Al涂层,往往存在孔隙率较大、结合强度不高的问题,需要采用封闭处理、热压处理或阳极氧化等技术来提高涂层的耐蚀性能,才可实现对镁合金基材的表面防护。例如,采用电弧喷涂技术在AZ91镁合金表面形成Al防护层,结果表明,未封孔的涂层试样腐蚀比原始镁合金还严重,而封孔处理后Al涂层的耐蚀性有很大提高。实验表明,经过热压和阳极氧化后处理后,涂层的耐蚀性可明显提高,其腐蚀电流密度可下降4个数量级。分析发现,处理的涂层表面形成了致密的Al2O3保护膜。
高纯钴的制备技术
2019-01-31 11:06:04
一、前语纯度为 99.9%~99.99%的钴 现已广泛运用于磁性材料、超级合金的制作,99.999%乃至更高纯度的钴则用来做为先进电子元件的靶材。钴靶材中的杂质会影响电子器件的运用功用:碱金属(如 Na,K)、非金属(S,C,P)等杂质能够在半导体之间搬迁,然后影响其功用;Fe会导致电子器件磁功用的不一致;Ti,Cr,Cu元素会影响半导体元件的导电功用;气体杂质(如 O)能够添加半导体元件中的Co和 CoSi2的电阻;Ni会影响半导体的界面功用;放射性元素如U,Th能够辐射出α射线,使半导体失效。因而,研讨高纯钴的制备办法对进步钴靶材的质量有着重要的含义。
在国际上,1956年美国矿业局(Bureau of Mines)初次制备出纯度为 99.99%高纯钴。K.K.Kershner等人通过阳离子交流法和沉淀法除掉四合钴(Ⅲ)盐溶液中的铁、铜、镍等杂质,终究选用阴极电解法制备出高纯钴。跟着离子交流法的开展和高效萃取剂 P507,Cynex272,Cynex301等的呈现,钴溶液提纯技能得到长足开展。美国、加拿大、日本、韩国等国在钴提纯技能上进行了很多研讨工作 ,其间以日本最为杰出。日本 JMc公司于 1997年开端出产高纯钴 ,现有 99.998%高纯钴产品。日矿(Nikko)公司和 日本株式会社化学研讨现已出产出99.999%的高纯钴 ;日本 Furuchi公司出产的高纯钴能够到达 99.999 5%(分析 70种杂质元素),是现在报导中纯度最高的。
在国内,1961年上海有色金属的研讨所以粗钴为质料 ,用次溶液除镍,以离子交流除铝和锌 ,中和水解法除铁,制备高度纯洁的氯化钴溶液进行电解精粹,获得 99.99%高纯钴。金川镍钻研讨设计院的申勇峰等以l#电解钴为质料选用电溶 、离子交流法除掉溶液中的杂质离子电解提纯后的溶液,得到 99.994%的高纯钴。此外北京有色金属研讨总院和北京矿冶研讨总院也正在进行高纯金属的研讨工作。金川有色金属公司是我国镍钴首要出产基地,钴产值居全国之首,并且出产技能也代表了我国最高水平。其选用粗钴阳极隔板膜电解法出产出纯度大于 99.98%的电解钴 ,到达 1#电解钴的标准。
国外首要选用离子交流法除掉溶液中大部分杂质离子,然后通过电解得到金属钴,再选用区域熔炼、电子束熔炼等手法进一步提纯得到高纯钴。国内研讨工作首要会集在离子交流和电解精粹上,现在还没有扩大化出产的报导。
二、高纯钴的制备制备高纯钴的质料是工业电解钴、钴盐等,运用的冶金办法首要有湿法冶金、火法冶金、电化学冶金等。制备进程分为钴盐溶液净化和钴金属精粹 2个阶段:第 1阶段首要选用湿法冶金办法,如溶剂萃取、离子交流、膜别离、电解等,用以除掉粗钴溶液中的大多数金属杂质,首要是镍、铜、锌、铁等杂质,并经电解得到金属钴;第 2阶段首要选用火法冶金办法,如区域熔炼、真空脱气等,用以进一步脱除金属钴中的碱金属、碱土金属、非金属气体杂质,终究得到高纯金属钴。
(一)钴盐溶液的净化
1、溶剂萃取法溶剂萃取法是运用杂质离子在有机相和水相之间的分配比不同到达别离杂质的意图。Ritcey等在20世纪 70年代研讨了运用 D2EHPA进行钴、镍别离的工艺。N.B Devi研讨了硫酸盐系统中选用D2EHPA,PC88A,Cyanex272萃取 Co的行为,并评论了比较、皂化率对萃取因子的影响。M.V.Rane选用 LIX84从废旧的催化剂中萃取钴,然后用沉淀法除铁和铝 ,得到了纯度大于 99.9%的钴 。N.V.Thakur等选用 P204和 P507完成了钴与镍、铜等杂质的别离。
Wang Guangxin等选用溶剂萃取法和离子交流法净化钴溶液,然后经电解得到金属钴,其成果见表 1。能够看出,溶剂萃取法对大多数金属离子有很好的除杂作用,但对铜、锌、钛、铅等金属离子反而起了富集作用。溶剂萃取法适用于大规模提纯钴溶液,但在制备高纯钴方面作用却不显着。
表1 离子交流和溶剂萃取后的杂质含量(×10-4%)注:①溶剂萃取-电积工艺;② 离子交流-电积工艺;③ 溶剂萃取-4次离子交流-电积工艺。
2、离子交流法离子交流法是运用离子交流树脂的功用基团和溶液中杂质离子的交流、解析才能的差异到达别离的意图。K.Mimura等选用阴离子交流法净化钴溶液,再经电解、电弧熔炼、电子束熔炼得到纯度为99.999 7%的高纯钴。Nagao等选用阴离子交流法除掉 Fe,Zn,Sn,Ni,Ca,Mg,Na等,然后选用有机胺萃取别离其它杂质,得到的高纯钴盐溶液经结晶、枯燥后复原得到高纯钴粉,其间的Fe,Zn,Sn,Ni,Ca,Na,Mg含量都低于 0.000 l%。
钴盐溶液中的铜在酸性条件下始终能弱吸附在树脂上,难以与钴别离。为处理铜的共吸附问题,Masahito等将钴溶液 中的 Cu2+复原为 Cu+,再选用阴离子交流树脂除掉Cu+(Co2+不被吸附),净化后的高纯 CoCl2溶液结晶、枯燥后经复原得到纯度为 99.999 7%的金属钴(RRR=207),成果见表2。由表 2可见,铜杂质含量低于 0.000 005%。
表2 阴离子交流法制备的高纯钴中的杂质含量(×10-4% )离子交流法对 Zn,Mo,W,Cu的别离作用并不显着,对铅有显着的富集作用。
3、萃取色层法萃取色层法是运用吸附在大孔树脂上的萃取剂对溶液中离子的挑选性萃取到达别离意图。刘扬中等研讨了添加配位剂基乙酸 ,以替代传统的树脂转型办法进行萃取色层法净化钴溶液。他们调查了淋洗液 pH值、进样量及料液中Co、Ni比等要素对别离的影响,在 pH值为 3.40的条件下用5 g萃淋树脂完成将钴、镍质量比在 1~100范围内溶液中的钴、镍(总量为 1.6 mg)彻底别离,并研讨了基乙酸的配位、缓冲作用对别离进程的影响。
周移等将 P507萃淋树脂转型为 Mg型 ,进步了对 Co2+的萃取才能 ,完成了钴与镍的彻底别离 ,并进步了柱子运用寿数。周春山等选用转型后的 P204萃淋树脂以 pH值为 2.5的一钠为淋洗液,完成了钴与铜、锌、锰、铬等金属离子的彻底别离。刘展良等具体研讨了 HCl系统中 Zn、Ca、Mg、Fe、Co、Ni和稀土离子在 P507萃淋树脂上的淋洗行为,并探讨了 Fe3+在柱床上或许存在的反响 机理。萃取色层法既具有液一液萃取中萃取剂的高度挑选性 ,又具有离子交流色层别离的多级性,在别离性质附近的元素上有着优 良的功用,因而在湿法冶金中遭到越来越多的注重。一起萃取色层也存在一些 本身的缺陷 ,如柱子萃取容量比较低 ,萃取剂简单丢失 ,寿数相对较短等。进步柱子的萃取容量,战胜萃取剂丢失,开发挑选性更好的萃取剂是往后萃取色层法获得重大突破的要害。4、膜别离法膜别离法是运用液膜能够挑选性地透过离子并在水相富集而到达别离的意图。Jerzy等选用支撑液膜和大块液膜做载体 ,D2EHPA做萃取剂别离钴和镍 ,探讨了溶液酸度 、膜离子载体浓度、金属离子浓度对别离成果的影响。
Li Longquan等研讨了乳化液在硫酸系统中别离钴、镍的进程。他们选用 EDTA作为掩蔽剂掩蔽料液中的镍离子,以P204的乳化液膜作为载体从硫酸盐系统中收回钴。通过调查 pH值、别离时刻等要素,断定了最佳的别离条件。
虽然膜别离法具有高的挑选性和传质快等长处,但因膜的稳定性差、本钱较高级原因,现在还处于实验室中试阶段。5、电解法钴电解是在酸性钴盐溶液中进行的。电解液的组成、浓度、酸度、温度、电流密度等条件应该严格控制。因为溶液中的Cu2+,Cu+,Sn2+,Ni2+,Pb2+,As3+等杂质离子的电势比钴高(正)或许和钴挨近,在电解时会与Co2+一起分出;电势比钴更低(负)的金属离子如 Fe,Mn,Zn,Na等杂质离子的存在对钴的质量影响不大,但含量较高也会带来必定的损害。因而要严格控制溶液中的杂质离子含量。
净化后的钴溶液中溶解的少数萃取剂会添加金属钴的杂质含量经活性炭处理得到的电积钴中的 C,O,N,H含量大大下降,见表3所示。
表3 活性炭处理后电积钴的杂质含量(×10-4%)注:① 溶解的有机相用经6 mol/L的HCl处理过的活性炭除掉,经电解、EBM后得到的数据;② 进程相似Example 2经电积得到数据,运用的活性炭未经酸处理;③ 进程相似 Example 2,经电积得到数据,溶液未经活性炭处理。
Isshiki等选用聚乙烯电解槽,用直径为1 mm的高纯钴丝(99.998%)做 阴极,用铂板做阳极,电解高纯 COC12溶液得到直径 5 rain的钴棒。
Shindo等选用离子交流法除掉溶液中的杂质,然后经屡次电解和电子束熔炼得到金属钴 。屡次电解和电子束熔炼后的杂质含量见表4。
由表4能够看出,电解能够别离 Ni,Fe,K,U,Th等杂质,屡次电解精粹能够进一步下降杂质含量;电解精粹后的电子束熔炼能够有用去除Na杂质。
表4 钴电解精粹和电子束熔炼后的杂质含量(二)钻金属精粹为脱除金属钴中剩余的碱金属杂质和部分气 体杂质 ,电解得到的金属钴还需要通过火法精粹。常用的办法有电子束熔炼 、区域熔炼等。区域熔 炼是依据杂质元素在液态和固态平分配系数的差 别,使金属得到提纯。可是 ,对分配系数挨近 1 的元素,如 Fe,Ni,Co,Cr,Mn,A1,Cu,Si很难用区域熔炼法相互提纯。电子束悬浮区熔是制 备高纯金属常用的办法,它能够成长完好的单晶,显着进步金属的 RRR值,如表 5所示。通过区域 熔炼后 ,金属钴的 RRR值分别由236和 116进步到 334和 245。
表5 不同工艺下杂质含量及RRR值的改变(×10-4%)注:A,CoCl2质料;B,氢复原钻;C,电解+6次电子束悬浮区域熔炼;D,氢复原+4次电子束悬浮区域熔炼;E,氢复原+8次电子束悬浮区域熔炼 ;F,氢复原-处理+4次电子束悬浮区域熔炼。
Miller等运用真空脱气烧结法使金属钴中的Zn,Cd,S,O,C等杂质元素含量显着下降,成果如表6所示。
由表6能够看出,真空脱气烧结法能够有用地脱除金属中的 C,O,N等非金属杂质 ,但关于金属杂质作用并不显着。
表6 真空烧结脱气作用(×10-4%)三、结语
单一的提纯办法无法满意制备 5N以上高纯钴的要求。溶剂萃取法对大多数金属离子有很好的作用的,但对 Ni,Cu,Zn等金属离子的别离作用相对较差;膜别离法存在稳定性差 、本钱高的缺陷。离子交流和萃取色层法对别离性质附近的元素上作用杰出 ,但存在容量低一级问题。火法精粹进程中,区域熔炼可去除金属钴中的碱金属、碱土金属和气体杂质,并有利于生成纯度高、值大的完好钴单晶。因而,制备 5N以上的高纯钴合理的工艺流程为:首要选用离子交流或萃取色层法除掉钴盐溶液中的镍、铜、铁、锌等杂质,然后选用电解进一步除掉 Ni,Fe,K,U,Th等杂质得到高纯金属钴,终究选用区域熔炼除掉其间的碱金属和蒸气压较大的杂质,得到晶型完好的高纯钴产品。
制备氧化铜
2017-06-06 17:50:02
氧化铜是初中化学课本中一种普遍的化学药品,氧化铜的性质稳定,用途广泛,在化学试验中利用率高。那当我们在使用氧化铜药品时,除了购买后直接使用之外,有什么办法可以直接制备氧化铜呢?制备氧化铜需要的实验用品:
金属
铜粉、氧气、酒精灯灼热的
金属
铜和氧气反应,就会生成氧化铜。2Cu+O2 =灼热= 2CuO 这个就是实验室制备氧化铜的方法。
钛液的制备
2019-02-13 10:12:38
在硫酸法钛出产中,第一步就是先把固体的钛铁矿经过酸分化制备成可溶性钛的硫酸盐溶液,一起钛铁矿中的铁和大部分金属杂质也变成可溶性的硫酸盐,以便今后将各种杂质别离。因为偏铁酸亚铁(钛铁矿)是一种弱酸弱碱盐,用强酸(H2SO4)与它反响基本上是不可逆的,反响能够进行得比较彻底。
钛铁矿的酸分化(简称酸解)有干法和湿法。干法是把磨细后的钛铁矿与硫酸混合进行加热、焙炒,待分化完结后加水稀释浸取,取得钛的硫酸盐溶液。该法不能进行大规模的工业化出产,现在在实验室中制备钛的硫酸盐溶液有时还用这种办法。
湿法就是现在遍及选用的硫酸法。湿法从开展的前史来看,曾有过5种不同办法:即液相法、固相法、两相法、加压法和接连法。
液相法:反响一直在液相状态下进行。在这里,硫酸(有用酸)浓度与钛总含量之比值非常重要叫做酸比值,一般以F来表明。选用55%~65%的硫酸酸比值较高(F值3~3.2),所以得到的钛液绝大部分以正硫酸钛—Ti(SO4)2的方式存在。该办法因为反响时间太长,耗酸、耗蒸汽多,加上F值太高形成今后水解困难,水解率低,工业出产一般不选用此法。实验证明液相法的硫酸浓度即便只要10%,也能取得硫酸钛溶液,但反响时间更长,因为10%硫酸的沸点只要10℃,在98℃下反响8h,酸解率只要30%。
两相法:两相法选用的硫酸浓度为65%~80%,F值操控在1.8~2.2之间,操作时先把硫酸加热至120℃左右,然后参加矿粉持续拌和加热到150~200℃,主反响3h,反响物为糊状物,接着冷却、加水浸取坚持必定的悬浮液浓度,至酸解率到达85%~90%时停止。两相法虽比液相法耗用硫酸少,但反响时间长,酸解率低仍不经济。
固相法:该法是现在硫酸法钛工厂遍及选用的办法,因为它与前两种办法比较具有反响温度高、反响进程短、耗用硫酸少的长处。用这种办法出产的硫酸浓度一般在85%~95%,反响剧烈、敏捷,因为浓硫酸的沸点高,最高反响温度可高达200~250℃,反响一般在5~15min内即可完结,反响放出很多的热,因而动力较省,耗酸也较少,F值一般操控1.7~2.1,所得产品为多孔的固相物,简单加水浸取,酸解率一般能够到达95%以上。
加压法:选用20%~50%浓度的稀硫酸,在一耐腐蚀的受压设备中进行,一般出产人工金红石或电焊条用的金红石有时选用此种办法。
接连法:该法运用和20%硫酸的混合酸,先制得半流体状的反响物,然后再高温固化。加压法、接连法对反响设备的原料要求很高,操作杂乱,在工业化钛出产中没有采用。
高纯钴的制备
2018-12-10 14:19:22
高纯钴的制备.pdf
钨铜复合材料知识
2019-05-27 10:11:36
钨铜复合材料是由钨和铜两种互不固溶的金属组成的假合金,它分离了钨的高熔点、高硬度、低的缩短系数和铜的高导电。导热功用,是一种功用十分优异的复合材料。钨铜材料不只具有精巧的导热性和较低的热缩短系数,而且还可以通过改动其钨铜的含量来方案其热导率和缩短系数,这些特征使得钨铜复合材料在耐低温材料、高压开关用电工合金、电制作电极、微电子材料,做为零部件和元器件遍及运用于航天、航空、电子、电力、冶金、机器、体育东西等职业。等领域失掉了遍及的运用,钨铜(银)合金归纳了金属钨和铜(银)的长处,此中钨熔点高(钨熔点为3410℃,铁的熔点1534℃),密度大(钨密度为19.34g/cm3,铁的密度为7.8g/cm3) ;铜(银)导电导热功用杰出,钨铜(银)合金(身分普通领域为CUW90~CUW50)微观结构均匀、耐低温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大;导电、导热功用适中,遍及运用于钨铜化学身分产品称谓符号铜%银杂质钨密度g/cm3电导IACS%硬度HB≥抗弯强度铜钨50CuW5050±2 0.5余量11.8554115 铜钨55CuW5545±2 0.5余量12.349125 铜钨60CuW6040±2 0.5余量12.7547140 铜钨65CuW6535±2 0.5余量13.344155 铜钨70CuW7030±2 0.5余量13.842175790铜钨75CuW7525±2 0.5余量14.538195885铜钨80CuW8020±2 0.5余量15.1534220980铜钨85CuW8515±2 0.5余量15.9302401080铜钨90CuW9010±2 0.5余量16.75272601160 、钨铜规范板料规格表(现货库存)100*100 (其他尺度需预定)(单元mm)厚度 3 4 5 6 8 10 15 20 25 30 35 40 45 50钨铜规范圆棒规格表长度100200mm(其他尺度需预定)(单元mm)外径Φ 3 4 5 6 8 10 12 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60钨铜合金运用 钨铜是使用高纯钨粉优秀的金属特征和高纯紫铜粉的可塑性、高导电性等长处,经静压成型、低温烧结、溶渗铜的技术精制而成的复合材料。断弧功用好,导电导热好,热缩短小,低温不硬化,高强度,高密度,高硬度。钨铜合金用处1.电阻焊电极 归纳了钨和铜的长处,耐低温、耐电弧烧蚀、强度高、比严峻、导电、导热性好,易于切削制作,并具有发汗泠却等特征,由于具有钨的高硬度、高熔点、抗粘附的特性,常常用来做有必定耐磨性、抗低温的凸焊、对焊电极。2.高压放电管电极 高压真空放电管在工作时,触头材料会在零点几秒的时间内温度下降几千摄氏度,而钨铜的抗烧蚀功用、高韧性,精巧的导电、导热功用给放电管安定的工作直销需求的条件。3、航天用高功用材料 钨铜材料具有高密度、发汗冷却功用、低温强度高及耐冲刷烧蚀等功用,在航天工业顶用作、的喷管喉衬,燃气舵的组件、气氛舵、头罩及配重等。4、真空触头材料触头材料必需有十分好的机器制作功用和抗热震性,由于交兵和开断时打弧,触头材料会在零点几秒的时间内温度下降几千摄氏度。我公司出产的WCu触头材料由于其优秀的物感功用而被遍及的运用。钨铜合金长处高的抗烧蚀功用、高韧性,精巧的导电、导热功用。机制作功用好。交货形状与铜、钢等支撑件联合好的种种外形的WCu触头半废品未制作的种种熔渗、铸造材料;未制作的种种触头,焊接或铜焊在铜或钢等支撑件上;焊接或铜焊制作。我公司也出产种种焊接或铜焊的触头联接件。5、电火花制作用电极在用电火花制作硬质合金产品时,由于WC的特别功用使铜或石墨电极的耗费相称快,关于这种材料的电火花制作,我公司广毅荣专业署理的进口日本WCu电极是最合适的。
熔盐电解直接制备钛铬合金的研究
2019-02-12 10:07:54
金属间化合物作为颇有开发潜力的高温结构材料已广泛引起了人们的爱好。而Laves相是金属间化合物中最大的一族,Laves相TiCr2是一种易在过共析成分钛铬合金中构成的金属间化合物,在1100℃仍表现出优秀的抗蠕变功能,并具有很好的抗氧化才能,TiCr基合金不只具有优秀的力学功能,也具有潜在的优胜储氢功能。TiCr基储氢合金最早是在80年代初期由美国haven试验室研发发现的,这类合金从发现以来就因为其杂乱的氢化物组成而一向遭到极大的重视。TiCr基储氢合金具有很高的储氢密度,其最大储氢质量比超越2.4%(质量分数),日本在对储氢合金的分类和发展趋势研讨中将TiCr合金与Mg基储氢合金并列为第三代储氢合金。
现在TiCr合金的制备首要是以纯金属为质料,然后用粉末冶金法或高温真空熔炼法制得细密合金。因为质料海绵钛出产工艺杂乱,能耗高,功率低,再加上合金化进程需求添加新的能耗,导致钛铬合金的出产本钱高,因而下降钛合金的冶炼与加工本钱是材料界和钛工业界一向尽力寻求的方针。金属氧化物的熔盐电解法是一种新的电解工艺,首要是由英国剑桥大学的Fray等在20世纪末提出的,这种办法最大的特色就是工艺简略,无污染,适用性强,能够从金属氧化物的混合物直接出产合金;该办法的设备出资少,本钱有望低于传统的出产办法。环绕此办法,国际上报导了从金属氧化物中电解提取钛、铌、铬、硅等金属的研讨工作。国内外对熔盐电解制备Nb3Sn合金、TiW合金、TiNi、TiFe等有报导,而对钛铬合金还鲜有研讨。本文探究用熔盐电解直接制取钛铬合金的可行性。
一、试验
(一)设备及质料
试验设备如图1所示,试验中选用电阻加热坩埚炉,并配有温度操控器,电解槽为石墨坩埚,内置于不锈钢反响器中,电解电源为WYK-3010直流稳压电源。
图1 电解试验设备简图
试验中所用的电解质料为分析纯TiO2和Cr2O3;熔盐为分析纯无水氧化钙,含量>96%,其间除含水外,其他杂质含量不超越0.5%。
电解进程在高纯氩气维护下进行,其间Ar含量>99.999%,O2含量<3×10-4%,H2O含量<3×10-4%。
首要分析设备为:选用荷兰PHILIPS公司X′Pert Pro Super X射线衍射仪分析产品的物相和组成(Cu Ka靶,管电压为40kV,电流为40mA);选用日本HITACHI S-4800场发射扫描电镜仪分析样品描摹,并配有X射线能谱仪(EDS)进行元素分析;选用美国LECO公司TC-436氮氧测定仪分析电解产品的氧含量。
(二)试验进程
二氧化钛、氧化铬粉末按摩尔比1∶1混合后参加一定量的胶粘剂,混合均匀后,压制成直径为10mm的电极,电极成型压力4~10MPa。在室温下放置2d,使其天然枯燥,然后在马弗炉中于900~1200℃温度下烧结数小时后即可用于电解试验。电解试验在如图1所示的设备中进行,以高密度石墨坩埚壁作阳极,烧结后的金属氧化物的混合物作阴极,在氩气(100ml·min-1)维护下的氯化钙熔盐中进行电解。首要以石墨棒为阴极,石墨坩埚为阳极,在1.5V电压下进行预电解,意图是脱除熔盐中残存的水分和杂质,然后在指定的电压下进行恒压电解,电解温度操控在900℃。电解完毕后,电解产品在氩气维护下炉内天然冷却至室温。
(三)样品检测
电解后的产品,用水冲刷表面后,在超声波辅佐下用蒸馏水清洗夹盐,枯燥后对所得样品进行SEM,EDS,XRD分析以及氧含量分析。
二、结果与评论
(一)钛铬合金的制备
以TiO2+Cr2O3(摩尔比1∶1)为质料的电极在1050℃烧结2h所得微观结构如图2(a)所示,XRD分析结果表明电极由TiO2和Cr2O3组成如图3(a),阐明在烧结进程中TiO2和Cr2O3并未发作化学反响。图2(b)给出了2.8V电解6h所得产品的微观结构,颗粒长大至初始电极的2倍左右,XRD分析电解产品首要为TiCr2和少数Cr,见图3(d)。对电解产品进行DES分析,结果表明电解产品中Cr和Ti的摩尔比为1.95,考虑到分析差错,电解产品中Cr和Ti挨近初始电解中质料的配比2,阐明熔盐电解钛铬混合氧化物能够直接制备组成可控的钛铬合金。
图2 电解前后电极的SEM图
(a)-初始电极;(b)-2.8V电解6h电解产品
图3 初始电极以及不一起刻电解产品的XRD谱
(二)恒压下钛铬合金的构成进程
为了更好地了解TiO2和Cr2O3混合氧化物的复原进程,操控槽电压为2.8V,别离电解10min、1h和6h,所得产品的XRD图谱示于图3。从图中能够看出,混合氧化物的电解复原阅历了从优先生成Cr到构成TiCr2的合金化进程,依据电解不同阶段的产品组成和热力学核算,估测TiO2和Cr2O3混合氧化物在复原进程中发作的首要反响如下:
1、电解10min的产品首要是Cr,CaTiO3以及少数的CaO,见图3(b)。因为从热力学上分析Cr2O3比TiO2更易复原,因而在反响初始阶段,Cr2O3首要被复原为Cr。在2.8V电压下进行电解,Cr2O3的复原机制与TiO2的复原机制相似,也是通过氧离子化和钙热复原反响进行的,发作的反响或许为(1)~(3)。
Cr2O3+6e=2Cr+3CO (1)
Ca2++2e=Ca (2)
Cr2O3+3Ca=2Cr+3CaO (3)
电解复原释放出很多的O2-向阳极分散,而熔融盐中的Ca2+向阴极分散,假如氧化物阴极复原生成O2-的速度大于O2-向熔融盐和阳极分散的速度,将会发作反响(4)生成CaTiO3,因而电解产品中有CaTiO3的存在。
Ca2++O2-+TiO2=CaTiO3 (4)
2、电解1h所得电解产品中有新相TiCr2生成,一起含有Cr,如图3(c),其间含有几个不知道的杂峰。因为电解试验所用的电极比较薄,仅有1mm左右,有利于钙、氧从电极中快速脱除,在电解产品中并未发现CaTiO3。作为中间产品在复原进程中生成的CaTiO3其寿数十分短,在随后的电解进程中,CaTiO3在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2,因而在电解产品中并未检测到CaTiO3。跟着TiCr2合金的生成和CaTiO3相的复原,多孔液层中CaO浓度下降,原先分出的CaO随CaTiO3的复原逐步熔解并迁出电极。
在电解较大的TiO2压片时,常常发现CaTiO3生成,因为现场钙钛矿化的发作,使固态颗粒的体积胀大,然后缩小颗粒之间的离子传输通道,阻止了多孔层内的离子搬迁,在TiO2压片彻底电解曾经,即便施加高于3.0V的电压,常常能够看到部分复原的夹心结构,但在电解TiO2和Cr2O3混合氧化物电极时,因为Cr2O3很简单被复原为Cr,Cr的存在进步了电极的导电性,一起又添加了电极的孔隙率,因而并未发现电解TiO2时常常出现的夹心结构。
3、电解6h所得电解产品为钛铬合金,依然含有铬的峰。从图3能够看出当电解时刻从1h延长到6h后电解产品中TiCr2的峰增强,而Gr的峰削弱,杂峰消失。从TiCr二元系相图能够看出,室温下C15相的均匀组成为TiCr1.75(65.5%Cr)~TiCr1.95(68%Cr),因为质料是按TiCr2制造,所以或许含有少数未合金化的Cr。
综上所述,本试验条件下混合氧化物复原为钛铬合金阅历了如下进程:反响最早生成Cr,副产品CaO与TiO2反响生成CaTiO3,在随后的电解进程中生成的CaTiO3和/或TiO2在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2合金。
(三)电解时刻对电解产品氧含量的影响
为了研讨电解时刻对产品氧含量的影响,以TiO2和Cr2O3(摩尔比1∶1)混合物小片为电极在2.8V电压下别离电解1,2,4,6和8h,图4给出了电解产品中氧含量随时刻的改变。从图中能够看出,在2.8V槽电压下电解1h,电解产品中的氧含量现已从初始电极的38.81%下降到11.50%,阐明在开始的1h电化学反响速度快,前1h脱除的氧占总氧量的74.56%,在电解复原反响2h后,产品中氧含量下降至0.64%,前2h脱除的氧占总氧含量的98.98%。当电解时刻从2h延长到6h,电极反响速度变慢,氧含量从2h的0.64%下降到0.20%,前6h脱除的氧占总氧含量的99.68%。这或许是因为从2h后首要发作的反响是从合金的脱氧进程,因而反响变慢。在随后的电解进程中发作脱氧反响,氧含量进一步下降,但氧脱除的速度很慢。
图4 电解产品氧含量随时刻的改变(电解电压2.8V,电解温度900℃,Ar100ml·min-1)
本文仅对熔盐电解直接制备钛铬合金进行了开始研讨,所选用的电解条件并非最优条件,下一步研讨的重点是制备出纯洁的钛铬合金,对其进行储氢功能测验和元素代替然后改善其储氢功能,而且优化电解条件以进步产品纯度和电流功率。
三、定论
(一)在熔融CaCl2系统中,直接电解TiO2和Cr2O3的混合物,在槽电压2.8V下电解6h能够得到氧含量为0.20%的钛铬合金,阐明用直接电解复原法电解TiO2和Cr2O3的混合物制取钛铬合金是可行的。
(二)混合氧化物的复原阅历了优先生成Cr到逐步构成TiCr2的合金化进程,反响最早生成Cr,副产品CaO与TiO2反响生成CaTiO3,在随后的电解进程中生成的CaTiO3和/或TiO2在新生成的Cr微粒上反响生成TiCr2合金。
涂料专利:铝合金表面钝化涂料及其制备方法
2019-03-04 10:21:10
创造称号——铝合金表面钝化涂料及其制备办法
本创造触及一种金属表面涂层及其制备办法,详细为铝合金表面钝化涂料及其制备办法,由以下质料依照质量份数配比制成:酸‑2‑乙基己酯5~40份,磺化油0.5~1.2份,聚二甲基硅氧烷0.2~0.8份,聚乙二醇0.6~1.2份,丙二醇丁醚0.5~1份,膦羧酸0.05~1.2份,无水乙醇4~6份,去离子水47~89份,基酚聚氧乙烯醚0.01~1份,将其涂覆于铝合金表面,晒干,较终构成具有耐蚀性、附着力的钝化涂层,不含对环境污染的成分。