Наноразмерный карбид вольфрама путем плазменного синтеза аммония Paratungstate

Карбид вольфрама (WC) обладает превосходными свойствами высокой твердости, высокой прочности, высокой жесткости, хорошей износостойкостью и теплопроводности. Он имеет широкие прикладные файлы инструментов в металлообработах, бурении и горнодобывающей промышленности в тяжелых условиях высокого давления, высокотемпературной и коррозийной среды. Эти механические свойства влияют на композицию и микроструктурные параметры, включая размер зерна. Известно, что снижение WC дает значительное улучшение механических свойств консолидированных компактов. Таким образом, необходим эффективный и полезный производственный способ наноразмерного порошка туалета.

Паратунгат аммония (APT) является важным промежуточным соединением в обычном процессе для производства порошка вольфрама и туалета. Он производится из высококачественных концентратов Wolframite или Scheeeeelete OrE. В последующем процессе оксиды вольфрама получают от APT путем прокаливания в кислородоносной атмосфере от 560 до 850 ° С. Порошки вольфрама и туалета затем производится путем уменьшения и / или карбаризации оксидов вольфрама с водородным газом и метаном.

Процесс теплового плазма применялся к синтезу наноразмерного порошка карбида вольфрама от APT. Процедуры следующие:

APT со средним размером частиц 40 мкл использовался в качестве исходного материала. Водород (99,9) и метан (99,9%) использовались в качестве восстановительных и сорваных агентов, соответственно. Степень плазмы, состоящая из генератора плазмы с нисходящей плазменной горелкой, блоком питания, цилиндрический реактор, охлаждающая камера, система охлаждения, система подачи предшественника, порошковый коллектор, система доставки газа, выключающий газовый скруббер и от газа выхлопной системы. Целью очистного раствора было удаление необъясняемого порошка и предотвратить задний поток от газа. Плазменная факел состояла из вольфрамового катода вольфрамового охлаждения и сопла медного анода, работающего при атмосферном давлении. Реактор состоял из вертикальной охлаждения из нержавеющей стали из нержавеющей стали 15 см внутреннего диаметра и длина 60 см и внутренний графитовый цилиндр 7,6 см внутреннего диаметра и длиной 60 см. Графитовый войлок был помещен между графитовой трубкой и внутренней стенкой водоохлаждаемой трубкой из нержавеющей стали для изоляции реактора. Охлаждающая камера, соединенная к нижней части реактора, представляла собой двухслойную нержавеющую стальную охлаждающую жидкость для охлаждения исходящего газа до температуры ниже 1500 ° С. Система сбора данных записала температуру выхода из реактора, входной и выходной охлаждающей воды и исходящего газа из охлаждающей камеры. Система кормления предшественника состояла из упряженного подачи порошка, вибратора, газовой линии-носителя, контейнера для образца и линии доставки для охлаждения водяной охлаждения, через которую предшественник был подан в сторону внешней границы видимого плазменного плазма (7- мм диаметр) на расстоянии 15 мм возле выхода плазмы.

Аргон (99,9%) и водород использовали в качестве основного и вторичного плазменного газа соответственно. Аргон также отдельно проходил через порошковую подачу в виде газа-носителя, а также инертного газа, чтобы сохранить атмосферу в инертном контейнере. Прежде чем доставлять предшественнику в плазменное пламя, реактор нагревали плазменное пламя, генерируемое до тех пор, пока его температура достигла устойчивого уровня. Смесь CH4 и H2 также протекали через систему подачи предшественника для нести порошок APT в плазменное пламя. Выпущенный порошок собирали, а затем проанализировали с помощью XRD и TEM.

Подводя итоги, наноразмерный карбидный порошок вольфрама был синтезирован путем теплового плазменного процесса с использованием APT в качестве исходного материала. WC порошок с размером частиц менее примерно 100 нм. Термический плазменный процесс оказался эффективным способом синтеза наноразмерного карбида вольфрама, вследствие высокой температуры для быстроратилизованного порошка APT, а затем реакцию паровой фазы и быстрое гашение продукта для непосредственного давания наноразмерного порошка.