摘要
尽管针对纳米钨粉开发出了很多制备新工艺，但能够工业化生产钨粉的还是氢还原氧化钨工艺，而氧化钨氢还原制备W粉的过程中有大量的水蒸汽产生，水蒸汽会加速氧化钨的挥发，这是钨粉快速长大和存在异常长大颗粒的根本原因。为此，本论文利用碳与水蒸汽反应降低水蒸汽对挥发的影响和添加氧化钨挥发抑制剂来抑制氧化钨的挥发，从而制备出纳米钨粉。 以偏钨酸铵与葡萄糖为原料，采用碳辅助氢还原法制备纳米钨粉，研究了还原温度、还原时间及钨碳摩尔比对还原产物物相、钨粉的平均粒度和残碳量的影响。实验结果表明，还原产物取决于还原温度，当钨碳摩尔比为1:2.6的前驱体在700℃、750℃、800℃还原以后得到的产物分别为W+WO2、W+W2C+WC和W；W粉的粒度随着钨碳摩尔比的增加逐渐减小，残碳量随着钨碳摩尔比的增加而增加，最佳的钨碳摩尔比为1:2.6；偏钨酸铵与葡萄糖以钨碳摩尔比为1:2.6混合而成的原料经800℃还原1 h后得到无明显团聚的钨粉，其平均粒度为46 nm，残碳量为0.05 wt%。偏钨酸铵与葡萄糖以钨碳摩尔比为1:2.6混合而成的原料经800℃还原，还原时间与平均粒度存在d=d0+kt1/2的关系，其中d0为41.263，k为0.529。碳抑制了氧化钨的挥发沉积，钨粉的长大机制由扩散机制和挥发沉积机制共同作用转变为单纯的扩散机制。 论文还研究了添加了氧化钨粉末颗粒长大抑制剂对氧化钨粉末颗粒尺寸的影响，实验结果表明，添加氧化钒和氧化铬可抑制W粉颗粒的长大。随着添加剂的含量由0增加到0.9%，钨碳摩尔比为1:2.6的混合料经800℃还原1 h后得到的钨粉粒度从46 nm减小到41 nm，继续增加添加剂的含量，钨粉的粒度没有明显的减小。钨粉的长大机制也是单纯的扩散机制，随着添加剂由0增加到1.2%，钨粉的形核尺寸由43.73减小到39.02，而添加剂的含量对颗粒长大因子没有明显的影响。
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