[发明专利]一种粉体表面钨改性处理的方法

说明书

本发明公开了一种粉体表面钨包覆改性处理的方法，采用流化床化学气相沉积技术，包括如下步骤：1)将基底粉体加入至流化床反应器中，反应器置于加热炉中，调节流化气体的气速，使基底粉体处于流化状态；2)往流化床中的基体粉体流化区间段，通入反应气体，在流化床中发生反应，在基体粉体表面沉积金属钨，形成钨包覆复合粉体。本发明公开的粉体表面钨改性处理的工艺过程简单，生产成本低，易实现连续化操作和扩大化生产。合成的钨包覆粉体具有核壳结构，金属钨与基体粉体的界面结合能力强。

技术领域

本发明涉及粉体颗粒表面处理技术领域，具体地涉及一种粉体表面钨改性处理的方法。

背景技术

钨是自然界中熔点最高的金属(3410℃)，并具有耐高温、高硬度、化学稳定性等优点，常被用来作为增强相或改性相，用于制备复合粉体，达到粉体改性的目的。根据基体材质不同，又可分为金属基、陶瓷基和金刚石粉体，具体如钨-铜粉体、钨-钛粉体、钨-碳化钛粉体和钨修饰金刚石粉体等。在这些复合粉体中，金属钨组分与基体粉体的界面结合力和钨分布的均匀性被认为是影响复合粉体综合性能的关键因素。

传统的钨改性复合粉体的制备方法主要是机械混合法，化学镀法和电镀法等。机械混合法虽然操作简单、成本较低但易引进杂质，降低纯度，且颗粒分布不均匀；化学镀法和电镀法工艺过程复杂，陶瓷颗粒需经复杂的粗化、活化、敏化等预处理过程，价格昂贵；且易引入杂质盐，放大生产过程搅拌均匀性变化，导致包覆不均匀甚至出现大量自成核金属，反应过程产生大量有毒有害废液，易造成污染环境。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种粉体表面钨改性处理的方法，本发明采用流化床化学沉积技术，在粉体表面沉积金属钨，制备核壳结构的钨包覆复合粉体。复合粉体中的表面钨包覆层由纳米级钨颗粒组成，钨与金属粉体的界面结合力强，且在金属粉体表面分布均匀，含量可控，杂质含量低，适用于工业大规模生产。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供一种粉体表面钨改性处理的方法，具体包括如下步骤：

1)将基体粉体加入至流化床反应器中，反应器置于加热炉中，调节流化气体的气速，使粉体处于流化状态；

2)往流化床中的基底粉体流化区间段，通入反应气体，在流化床中发生反应，在基体粉体表面沉积金属钨，形成钨包覆复合粉体。

优选地，所述基体粉体包括金属、陶瓷和金刚石中的一种或几种；所述金属包括铝粉及铝合金粉体、钛粉及钛合金粉体、铁粉和铜粉中的一种或几种，所述陶瓷包括碳化钨、碳化钛、碳化铌、碳化钽、氮化钛和氮化硅中的一种或几种。

优选地，所述基体粉体的粒度范围为0.5～500μm。

优选地，所述反应气体包括六氟化钨蒸气、六氯化钨蒸气和六溴化钨蒸气中的一种或几种。

优选地，所述流化气体是氢气和保护性气体的混合气体，其中氢气的体积百分数为5％～50％，所述保护性气体包括氮气、氩气、氖气和氦气中的一种或几种，所述流化气体的气速是0.01～0.4m/s。

优选地，所述化学气相沉积的反应温度为400～700℃，反应时间为5～120min。

本发明提供一种粉体表面钨改性处理的方法，制备的钨包覆复合粉体，所述钨包覆复合粉体中钨的包覆量的质量百分数为0.1～30％。

从上述技术方案可以看出，本发明的一种粉体表面钨改性处理的方法，制备钨包覆复合粉体，与现有技术相比，本发明的优势在于：

(1)制备的钨包覆复合粉体，钨包覆层原位沉积在基体粉体表面，与基体粉体的界面结合力强，分布均匀，包覆完整度高，可显著改善材料性能。