Cu-20％W原位復合粉末制備工藝研究.pdf

1、銅鎢復合材料以其優(yōu)越的綜合性能，在軍工、電子等領域得到了廣泛的應用。近年來，現(xiàn)代材料工業(yè)的快速發(fā)展對高性能銅鎢復合材料的性能提出了新的要求：一方面要求成分的多樣化；另一方面要求極高的致密性和組織均勻性。本課題在共沉淀氫還原工藝的基礎上，嘗試性地引入碳酸鈉參與共沉淀反應，提出一種成分可精確調控的銅鎢復合粉末的新型制備方法。
　　本課題的主要工作內容：廢棄原材料黃銅及白鎢的原材料預處理實驗探究；原位共沉淀法制備銅鎢前驅體粉末反應條件的

2、實驗探究及對前驅體粉體進行表征分析；二階段氫還原熱力學計算及相變動力學實驗研究，并且考察了還原條件對粉體顆粒的影響；最終對還原粉體進行了表征分析。研究結果表明：
　　廢黃銅以1:6氨水和30％過氧化氫浸出3h效果最好，萃取劑選用15% N910，相比O/A為2:1，反萃劑用3 mol/L硫酸，相比O/A為1:1，萃取和反萃過程均為5 min；白鎢選擇在70℃下加入30%的鹽酸中分解20min后過濾得鎢酸漿，再用25%氨水溶解1.5

3、 h，過濾蒸發(fā)結晶可得到鎢酸銨晶體。
　　共沉淀反應條件滿足：終點pH=5、溫度75℃加電磁攪拌、反應溶液總體積為300 mL、(NH4)2WO4/Na2CO3摩爾比為1/10.578、加料方式為同時加入時，可制得由CuWO4和CuCO3·3Cu(OH)2組成的淺綠色前驅體。粉體中值粒徑為1.30μm，粒度均勻且無團聚現(xiàn)象，元素收得率高于95%且比例符合要求。
　　前驅體煅燒主要發(fā)生結晶水的脫除及堿式碳酸銅的熱分解反應，分解

4、后得鎢酸銅和氧化銅混合物，350℃時前驅體能夠完全分解。煅燒產物還原失重曲線中表明，還原失重主要發(fā)生在低溫和高溫兩頭階段，中間升溫階段失重較少。
　　對還原過程進行熱力學計算，可確定第一階段低溫還原溫度為450℃，第二階段W-O系高溫還原溫度為720℃，該溫度下還原粉體粒徑尺寸相對較小無還原殘留夾雜且無局部銅相燒結長大現(xiàn)象。對還原過程動力學探究分析，可確定氫氣流速為5 L/min時最節(jié)約高效，該流速下得到的還原粉體比表面積相對較大