Cu-20％W原位復(fù)合粉末制備工藝研究.pdf

1、銅鎢復(fù)合材料以其優(yōu)越的綜合性能，在軍工、電子等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，現(xiàn)代材料工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)高性能銅鎢復(fù)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(chǔ)上，嘗試性地引入碳酸鈉參與共沉淀反應(yīng)，提出一種成分可精確調(diào)控的銅鎢復(fù)合粉末的新型制備方法。
　　本課題的主要工作內(nèi)容：廢棄原材料黃銅及白鎢的原材料預(yù)處理實(shí)驗(yàn)探究；原位共沉淀法制備銅鎢前驅(qū)體粉末反應(yīng)條件的

2、實(shí)驗(yàn)探究及對(duì)前驅(qū)體粉體進(jìn)行表征分析；二階段氫還原熱力學(xué)計(jì)算及相變動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，并且考察了還原條件對(duì)粉體顆粒的影響；最終對(duì)還原粉體進(jìn)行了表征分析。研究結(jié)果表明：
　　廢黃銅以1:6氨水和30％過(guò)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(guò)程均為5 min；白鎢選擇在70℃下加入30%的鹽酸中分解20min后過(guò)濾得鎢酸漿，再用25%氨水溶解1.5

3、 h，過(guò)濾蒸發(fā)結(jié)晶可得到鎢酸銨晶體。
　　共沉淀反應(yīng)條件滿(mǎn)足：終點(diǎn)pH=5、溫度75℃加電磁攪拌、反應(yīng)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(shí)加入時(shí)，可制得由CuWO4和CuCO3·3Cu(OH)2組成的淺綠色前驅(qū)體。粉體中值粒徑為1.30μm，粒度均勻且無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象，元素收得率高于95%且比例符合要求。
　　前驅(qū)體煅燒主要發(fā)生結(jié)晶水的脫除及堿式碳酸銅的熱分解反應(yīng)，分解

4、后得鎢酸銅和氧化銅混合物，350℃時(shí)前驅(qū)體能夠完全分解。煅燒產(chǎn)物還原失重曲線(xiàn)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(duì)還原過(guò)程進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)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(duì)較小無(wú)還原殘留夾雜且無(wú)局部銅相燒結(jié)長(zhǎng)大現(xiàn)象。對(duì)還原過(guò)程動(dòng)力學(xué)探究分析，可確定氫氣流速為5 L/min時(shí)最節(jié)約高效，該流速下得到的還原粉體比表面積相對(duì)較大