[发明专利]液液掺杂氧化钇制备纳米钨基粉体材料的方法有效

专利信息
申请号: 201910534476.6 申请日: 2019-06-20
公开(公告)号: CN110983091B 公开(公告)日: 2020-11-24
发明(设计)人: 刘柏雄;杨斌;尚宜生;杨高玲 申请(专利权)人: 江西理工大学
主分类号: C22C1/10 分类号: C22C1/10;C22C1/04;C22C29/12
代理公司: 西安知诚思迈知识产权代理事务所(普通合伙) 61237 代理人: 麦春明
地址: 341000 江*** 国省代码: 江西;36
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摘要:
搜索关键词: 掺杂 氧化钇 制备 纳米 钨基粉体 材料 方法
【说明书】:

本发明公开了液液掺杂氧化钇制备纳米钨基粉体材料的方法,以偏钨酸铵和可溶性钇盐为原料,将偏钨酸铵和钇盐按不同比例配料,以液液混合的方式将粉料混合均匀,然后将混合后的粉料进行轻度还原,使三氧化钨还原成活性高的紫钨,最后进行氢还原制得纳米W‑Y2O3复合粉。该方法工艺简单、成本低,制备的粉体粒度分布窄、氧化钇均匀分散,有利于提高最终钨制品的性能。

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域,特别是涉及一种液液掺杂氧化钇制备纳米钨基粉体材料的方法。

背景技术

金属钨的熔点高达3410℃位于所有金属之首,具有优异的高温性能。这决定了金属钨是高温、超高温条件下使用的最佳材料,从而广泛的应用于国防军工、航天航空、电子信息产业、能源和冶金等领域。生产硬质合金是金属钨的一大主要用途,约60%的金属钨是用于生产碳化钨基硬质合金。而随着电子信息技术和现代化生产的不断发展,对硬质合金性能、精度、使用寿命提出了更高的要求。研究表明,细化晶粒和添加适量稀土元素都可以显著的改善合金的综合性能,可以满足IT产业、电子技术、医疗器械及其他精密制造业的需求。

目前,大多数添加稀土元素的方式都是将稀土氧化物和硬质合金粉配比后混合,这种固-固相的混合不能达到像两种流体那样的完全混合,只有整体的均匀性而无局部的均匀性。这将导致烧结后得到的硬质合金各部位性能不一,使得合金整体性能下降。

申请公布号为CN103173641A的发明专利公布了一种纳米氧化钇弥散强化钨合金的制备方法,该方法采用机械球磨的方式将硝酸钇和仲钨酸铵混合,易引入其它杂质,很难保证合金的使用寿命。该专利步骤3在空气气氛煅烧,目的是将仲钨酸铵分解成三氧化钨,不会生成紫钨。且该专利制备的是合金,与本文的纳米钨粉不同。

申请公布号为CN107282938A的发明专利公布了一种稀土掺杂钨粉及其制备方法,该方法制备的钨粉均匀,没有引入杂质,一定程度上获得了优质的钨粉,但其采用水热反应制备前体粉产率低,整个工艺比较复杂,成本高。

申请公布号CN106564927A的发明专利公布了一种超细氧化钇掺杂钨复合前驱体粉末的制备方法,该方法通过化学法在前驱体中加入表面活性剂达到分散的目的,其工艺过程比较复杂;另外,加入的表面活性剂(如十二烷基硫酸钠等)难以完全去除,粉体中存在钠会降低后续生产的合金性能。

据报道,采用紫钨原料氢还原制备的钨粉时,不需要添加表面活性剂就可以获得结晶完整,颗粒分散的钨粉。其中产物钨粉的形貌与原料紫钨存在遗传关系,紫钨直径越细、长径比越大,获得钨粉的粒度也越细。申请公布号为CN103570020A的发明专利公布了一种亚微米窄粒度分布钨粉和碳化钨粉及其制备方法,虽然经历紫钨阶段,但该方法不能调控紫钨的棒径,制备的钨粉粒径相对较大,达到0.29微米。因此,还需开发出新的稀土掺杂钨粉的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液液掺杂氧化钇制备纳米钨基粉体材料的方法,该方法首先制备高活性的紫钨,然后进一步还原获得钨粉。通过不同含量的氧化钇对紫钨棒径的调控,进而控制纳米钨粉的形貌尺寸。该方法工艺简单易行,制备的W-Y2O3粉体具有颗粒细小、分散性好、氧化钇分布均匀、粒度分布窄等优点。

为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是,液液掺杂氧化钇制备纳米钨基粉体材料的方法,按照以下步骤进行:

步骤S1,将称量配比后的钇盐和偏钨酸铵溶解于蒸馏水中,形成均匀无色透明的澄清溶液;

步骤S2,将得到的澄清溶液干燥,得到白色固体粉末;

步骤S3,将白色固体粉末进行轻度还原,获得紫钨粉体WO2.72

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