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钨粉粒度和粒度分布的影响因素

点击量:发表时间:2014-05-13 14:35:02字体大小:
  
  硬质合金工业对钨粉的粒度和粒度分布有着严格的要求,钨粉的粒度控制是钨粉生产过程中的关键问题。为了掌握好控制钨粉粒度的条件,应研究钨氧化物还原成金属钨粉全过程中颗粒长大的规律,进而找出影响粒度的主要因素。
 
  对还原过程中钨粉颗粒长大的机理研究尚不充分,一般认为有下列两种:
 
  a.氧化钨水合物的挥发与沉积。在600℃以上的温度下,钨的氧化物能与水蒸气形成易挥发的水合物WO2(OH)2,它们挥发后沉积在其他颗粒上并被还原,促使钨粉颗粒长大。
 
  b.氧化一还原反应。细颗粒钨粉的比表面积大,表面能大,在H2—H2O系统中,它被氧化所需的水蒸气分压比粗颗粒钨粉小,也就是说,它在比较小的水蒸气分压下也可能被氧化成WO2·nH2O、WO1·nH2O,这些挥发性的含水氧化物沉积到比表面积小的粗钨粉上并被还原,使之进一步长大,而细颗粒钨粉则逐步消失,这一机理已由下列事实所证实。将钨粉在干氢气中长期保温1200%,未发现颗粒长大,但在接近反应(3—4)平衡条件的湿氢气中的1000~1050℃下保温,则其颗粒明显长大。
 
  根据上述机理可知,钨氧化物还原过程中钨粉粒度和粒度分布的主要影响因素有以下几种:
 
  a.还原温度及升温速度。温度对还原过程中的各种反应产生影响,也影响还原过程的动态湿度和挥发性水合氧化物WO2(OH)2的分压。还原温度愈高,形成的钨粉粒度愈粗,还原所需的时间愈短。升高温度一方面加快了反应速度,相应地增加了料层中水蒸气分压,有利于挥发性水合氧化物的生成;另一方面温度升高本身也强化了水合物的挥发过程,因而有利于颗粒的长大。
 
  研究发现,钨粉颗粒的长大过程主要发生在WO2生成之前。当还原过程在管式炉中连续进行时,炉料在炉内的移动速度(或推舟速度)以及炉内的温度梯度实际上决定了升温速度。因此,为得到细颗粒,推舟速度不宜过快,炉内温度梯度不宜过大,特别在WO2—WO2阶段更是如此。为保证粒度的均匀性,炉管横截面上的温度应是均匀的。
 
 
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