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鎢的應(yīng)用和特殊產(chǎn)品
時(shí)間:2015-10-15 22:30:18來(lái)源:本站人氣:2184
1)超純粉末(UHP) 制造半導(dǎo)體的濺射靶需要超純(5N與6N)鎢粉。特別是摻人a放射源(如鈾和釷)是很關(guān)鍵的,其濃度必須控制在十億分之一以下。自由堿離子(例如鈉、鉀離子)保持在0.1 X 10-6濃度以下。預(yù)選APT通過(guò)多次萃取和結(jié)晶工序來(lái)保證需要的純度,以上工序必須在清潔的室內(nèi)條件下完成。
2)純鎢材料將鎢粉先壓制和燒結(jié)成棒材,然后再生產(chǎn)成線材和片材制品。為達(dá)到合適的高致密度,應(yīng)采用高燒結(jié)溫度(在2500~3100℃之間)。在這個(gè)階段仍然存在的大部分雜質(zhì)被揮發(fā)掉。將制得的燒結(jié)鎢棒材在高溫下進(jìn)行旋鍛或軋制,以便將棒材進(jìn)一步拉拔成絲材或軋成片材。這種純鎢材料廣泛用于高溫應(yīng)用上,例如高溫爐構(gòu)件。
3)抗下垂鎢絲 白熾燈鎢絲必須避免在很高使用溫度下的蠕變。燈絲不得下垂。幾十年前一次偶然發(fā)現(xiàn),在鎢中摻入微量鉀可成功地避免白熾燈鎢燈絲下垂。
現(xiàn)在的技術(shù)是在還原前將AL,Si和K的混合物加入氧化鎢中。在還原過(guò)程中,摻雜元素進(jìn)入到鎢粉顆粒中。在隨后的燒結(jié)過(guò)程中,AJ和si蒸發(fā)掉了,而K原子太大,以致不能擴(kuò)散穿過(guò)鎢晶格,導(dǎo)致鉀作為夾雜摻入鎢中。在拉絲過(guò)程中,微小的鉀粒被拉長(zhǎng),最后變成一排排平行于絲軸線的細(xì)小鉀泡,構(gòu)成一種伸長(zhǎng)的聯(lián)鎖組織。在高溫再結(jié)晶過(guò)程中,鉀泡通過(guò)和彌散硬化相同的作用,阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和垂直于絲軸線的晶界遷移,從而保持組織的穩(wěn)定。這種特殊的組織是保證燈絲不下垂的原因。
4)氧化物彌散的鎢將金屬鎢粉和含釷化合物(例如ThO?或硝酸釷)混合,壓制燒結(jié),并進(jìn)一步加工成絲材和板材。主要用于以下兩個(gè)方面。
①焊接電極,釷具有高的電子發(fā)射能力,用于形成穩(wěn)定電弧。
②改善(通過(guò)彌散硬化)鎢片材和鎢絲材的物理性能(例如,應(yīng)用在汽車抗振燈上)。
由于放射性釷會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,因此進(jìn)行了替代品的研制工作。La和ce被認(rèn)為是潛在的代替焊接電極中釷的理想材料、但是在照明應(yīng)用上的替代品還沒有找到。
5)鎢復(fù)合材料將鎢粉與其他的金屬粉末混合,例如Fe、Ni、Cu和Co等,能夠在1500℃的溫度下進(jìn)行液相燒結(jié),形成所謂的“重合金”。該復(fù)合材料具有高密度(17~19g/cm3)和高延展性,可用作配重材料、高能穿透體和射線屏蔽材料。
將金屬鎢粉壓制成多孔性骨架,使銅合金或銀熔滲到多孔性骨架中,從而可制成復(fù)合材料。W-Cu(W-Ag)復(fù)合材料具有高電導(dǎo)率和耐電弧穩(wěn)定性,因此被用作電觸頭。最近開發(fā)出了W-Cu復(fù)合粉末的生產(chǎn)方法,可以直接將W/Cu復(fù)合粉末壓制成形并燒結(jié),從而不再進(jìn)行熔滲和切削加工。這對(duì)于用作半導(dǎo)體工業(yè)的散熱材料特別重要。
2)純鎢材料將鎢粉先壓制和燒結(jié)成棒材,然后再生產(chǎn)成線材和片材制品。為達(dá)到合適的高致密度,應(yīng)采用高燒結(jié)溫度(在2500~3100℃之間)。在這個(gè)階段仍然存在的大部分雜質(zhì)被揮發(fā)掉。將制得的燒結(jié)鎢棒材在高溫下進(jìn)行旋鍛或軋制,以便將棒材進(jìn)一步拉拔成絲材或軋成片材。這種純鎢材料廣泛用于高溫應(yīng)用上,例如高溫爐構(gòu)件。
3)抗下垂鎢絲 白熾燈鎢絲必須避免在很高使用溫度下的蠕變。燈絲不得下垂。幾十年前一次偶然發(fā)現(xiàn),在鎢中摻入微量鉀可成功地避免白熾燈鎢燈絲下垂。
現(xiàn)在的技術(shù)是在還原前將AL,Si和K的混合物加入氧化鎢中。在還原過(guò)程中,摻雜元素進(jìn)入到鎢粉顆粒中。在隨后的燒結(jié)過(guò)程中,AJ和si蒸發(fā)掉了,而K原子太大,以致不能擴(kuò)散穿過(guò)鎢晶格,導(dǎo)致鉀作為夾雜摻入鎢中。在拉絲過(guò)程中,微小的鉀粒被拉長(zhǎng),最后變成一排排平行于絲軸線的細(xì)小鉀泡,構(gòu)成一種伸長(zhǎng)的聯(lián)鎖組織。在高溫再結(jié)晶過(guò)程中,鉀泡通過(guò)和彌散硬化相同的作用,阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)和垂直于絲軸線的晶界遷移,從而保持組織的穩(wěn)定。這種特殊的組織是保證燈絲不下垂的原因。
4)氧化物彌散的鎢將金屬鎢粉和含釷化合物(例如ThO?或硝酸釷)混合,壓制燒結(jié),并進(jìn)一步加工成絲材和板材。主要用于以下兩個(gè)方面。
①焊接電極,釷具有高的電子發(fā)射能力,用于形成穩(wěn)定電弧。
②改善(通過(guò)彌散硬化)鎢片材和鎢絲材的物理性能(例如,應(yīng)用在汽車抗振燈上)。
由于放射性釷會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,因此進(jìn)行了替代品的研制工作。La和ce被認(rèn)為是潛在的代替焊接電極中釷的理想材料、但是在照明應(yīng)用上的替代品還沒有找到。
5)鎢復(fù)合材料將鎢粉與其他的金屬粉末混合,例如Fe、Ni、Cu和Co等,能夠在1500℃的溫度下進(jìn)行液相燒結(jié),形成所謂的“重合金”。該復(fù)合材料具有高密度(17~19g/cm3)和高延展性,可用作配重材料、高能穿透體和射線屏蔽材料。
將金屬鎢粉壓制成多孔性骨架,使銅合金或銀熔滲到多孔性骨架中,從而可制成復(fù)合材料。W-Cu(W-Ag)復(fù)合材料具有高電導(dǎo)率和耐電弧穩(wěn)定性,因此被用作電觸頭。最近開發(fā)出了W-Cu復(fù)合粉末的生產(chǎn)方法,可以直接將W/Cu復(fù)合粉末壓制成形并燒結(jié),從而不再進(jìn)行熔滲和切削加工。這對(duì)于用作半導(dǎo)體工業(yè)的散熱材料特別重要。

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