钨粉用于碳化钨粉合成

金属钨粉与碳粉可生成WC及W2C两种碳化物。在工业生产过程中,受很多因素的影响,大多数碳化物碳含量偏离理论碳含量6.12%,造成碳化不完全。因此,在工业生产的碳化钨可能会含有W2C或游离碳。碳化钨有两种晶体结构,β-WC是面心立方在2785℃下由包晶反应形成的,但只在高温下稳定;α-WC是常见的碳化晶体结构为六方晶系,是标准的间隙相。钨粉碳化过程的总反应式为:W+C→WC
钨粉还原机理
目前一般认为还原过程中钨粉颗粒长大的机制是挥发沉积引起的,也有其他几种有争议的理论,下面主要介绍挥发沉积机制。
在高温下,氧化钨与水蒸气反应会生成WO12(OH)2中间产物。其挥发性极强。WO2(OH)2挥发后与H2发生还原反应,还原产物沉积在已形核的金属钨晶粒上然后长大。这种反应机理还原的产物形态与原料相比会发生显著改变。
还原过程与化学气相沉积反应相结合,钨通过气相反应而被迁移,主要通过WO2(OH)2气相迁移,使得固相形貌变化相当大。在高温下,氧化钨与水蒸气接触就有WO2(OH)2气相生成。它是挥发性极强的钨化合物。其化学反应按下列式子进行:
钨粉质量的影响因素
钨粉质量主要包括粉以下几个方面:
粉末粒度与纯度。钨粉粒度有粗、中、细三类之分。粗颗粒钨粉通常采用一阶段直接还原法(1200℃)制取;中、细颗粒钨粉采用二阶段或多阶段氢还原法制取。虽然钨粉颗粒长大的实质是还原过程中的挥发沉积,但与原料和氢气流速、工艺条件等都有密切的影响。
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