磷化鎢的生産

磷化鎢(WP)是一種弱耦合BCS超導體材料,是一種典型的過渡金屬磷化物,具有較高的硬度、良好的催化性能和金屬傳輸特性,廣泛應用于催化和電子設備等領域。然而,鎢的熔點(3400℃左右)較高,及紅磷的熔點低(590℃)且易揮發,所以導致常規手段(如程序升溫還原法,共浸漬法,氫等離子體還原法,混合法,磷化法等)很難合成純相的WP。

WP三棱柱結構(圖源:Chemical Book)

WP三棱柱結構(圖源:Chemical Book)

爲了克服傳統生産方法的缺點,四川大學的研究者提出了一種製備磷化鎢的新方法,具體步驟如下:

1)將立方結構α相鎢粉和紅磷粉末按照一定的比例進行混合;2)把混合之後的鎢粉和紅磷粉末進行研磨;3)把研磨之後的混合粉末預壓成圓柱體放入高壓合成組裝體中;4)將預壓成的圓柱體放入高壓合成組裝體中,將組裝好的高壓合成組裝體置于合成腔中進行高溫高壓燒結;5)燒結完成以後降溫泄壓去除包裹體,即可得到高韌性高溫結構材料磷化鎢燒結體。

磷化鎢圖片(圖源:四川大學)

磷化鎢圖片(圖源:四川大學)

該生産技術的注意事項:步驟1)中立方結構α相鎢粉的粒度爲100nm~5μm;立方結構α相鎢粉和紅磷粉末按照摩爾配比1:1-1:4進行混合。步驟3)中預壓條件爲10~20mpa。

該生産技術的優點在于成本低、對環境友好、燒結工藝簡單、産品性能好、成品率高等。所合成的磷化鎢晶體,具有緻密度高、硬度高和超導轉變溫度高的優點。

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