CN105903954B - 一种制备锡包覆钨粉末的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温煅烧制备冶金结合的锡包覆钨粉末的方法。具体步骤是，首先配置熔化温度低于300℃的混合碱；然后，按照质量份数将100份钨粉、5‐20份锡粉和5‐50份混合碱置于球磨机中，加少量蒸馏水湿润，混合均匀后，得到混合粉；再在保护性气氛下，将干燥的混合粉于300‐750℃温度条件下，煅烧至锡和混合碱均充分熔化；最后将产物冷却，用蒸馏水清洗至中性，过滤干燥，获得锡包覆钨粉末。本发明用混合碱作为钎剂煅烧钨锡粉末，可以使钨锡之间达到冶金结合，脱除了金属表面的氧化物，大大降低粉末中氧含量。所提供的制备锡包覆钨颗粒方法，条件温和、简单易控。

Description

一种制备锡包覆钨粉末的方法
技术领域
本发明属于金属粉末冶金领域，通过较低的烧结温度获取锡包覆钨粉末的结构，所获得的锡包覆钨粉末属于金属粉末合金。
背景技术
锡包覆钨的结构，由于表层柔软的锡层的存在，使得在制备钨锡合金的块体时容易得到高致密度的块体。锡包覆钨的金属粉末具有良好的烧结性能，由于包覆结构的存在使得钨锡复合材料的热学、力学等综合性能得到提升。钨锡合金有着广泛的应用前景。美国政府提出用钨-锡粉末旋锻的弹头,取代铅，用于军事打靶的小型武器装弹。钨锡子弹的所有生产步骤与生产铅制弹药几乎一致，钨还可以回收，有利于环境。钨锡合金可制成穿甲弹和石油射孔弹的罩体，锡在射流的过程中熔化，避免钨粒子流的发散，有利于提高穿深。钨锡合金在矿石冶炼助溶剂与低温发汗材料领域也有着潜在的应用价值。
尽管钨锡合金有着广阔的应用前景，但是由于两种金属的熔点相差过大，传统熔炼的方法无法制取钨锡合金材料(钨的熔点是3410±20℃。锡的熔点是232℃，沸点是2260℃)。目前制取钨锡合金的方法有，机械球磨法(Z.P.Xia,J.J.Shen,Y.Q.Shen，et al.W–Snsolid solution synthesized by mechanical alloying at room temperature，J.Alloys&Compounds，2006),真空高温加热到900℃以上(A.R.Saadatt andO.Nishikawai.Stability of gallium-,indium-,and tin-covered tungsten surfacesand formation of In-Wand Sn-W alloys，J.Applied Physics，1976),在氢气还原氛围下930℃加热(I.E.Petruninand L.L.Grzhimal'skii，Interaction of tungsten withcopper,manganese,silver,and tin，Metal Science&Heat Treatment，1969)。机械球磨方法耗时长、能耗大、大规模生产有一定限制进行。高温真空烧结和氢气烧结对设备要求较高，同时也存在能耗大，烧结工艺复杂等的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用低温烧结方式来制备锡包覆钨粉末的制备方法，以达到生产简单、高效、廉价、产量大目的。
一种制备锡包覆钨粉末的方法，具体步骤如下：
(1)配制熔化温度低于300℃的混合碱；
(2)混粉：按照质量份数计，将100份钨粉、5-20份锡粉和5-50份混合碱置于球磨机中，再加蒸馏水湿润，混合均匀后，得到混合粉，干燥备用；
(3)混合粉煅烧：在保护性气氛下，将步骤(2)得到的干燥的混合粉置于300-750℃温度条件下，直至锡和混合碱均充分熔化；
所述的保护性气氛为真空、惰性气体、氨气、氢气中的一种或两种以上混合。
(4)清洗制干：将步骤(3)的产物冷却后取出，用蒸馏水清洗至中性，过滤干燥，即获得锡包覆钨粉末。
本发明方法的技术原理如下：
(1)加入混合碱脱去钨粉与锡粉表面的氧化物。在加热时，混合碱与钨粉表面的氧化物形成钨酸盐(钨酸钠、钨酸钾、钨酸锂)，与锡表面的氧化物形成锡酸盐(锡酸钠、锡酸钾、锡酸锂)，进而钨酸盐和锡酸盐又被熔融混合碱溶解。混合碱就剥离了钨和锡表面的氧化层，使两种金属都露出新鲜的金属表面，产生焊接效应。经煅烧后，溶解于混合碱中的钨酸盐和锡酸盐又易溶于水，可以通过水洗将碱、钨酸盐、锡酸盐这些杂质去除。
(2)煅烧过程中为了防止熔化锡与钨粉未粘结之前就从钨粉中流出，必须保证混合碱先于锡熔化或与锡同步熔化，所以，必须使混合碱的熔点低于锡熔点或略高于锡的熔点。故选用低熔点的混合碱，其熔点不高于300℃，接近锡熔点232℃。典型的混合碱为：氢氧化钠含量20％-96％的氢氧化钠与氢氧化钾混合碱,氢氧化钠含量47％-94％的氢氧化钠与氢氧化锂混合碱，氢氧化锂含量19％-56％的氢氧化锂与氢氧化钾混合碱。也可以按熔盐相图配置钾、钠、锂的氢氧化物的多相混合碱，或用上述氢氧化物与其碳酸盐(即碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂)配制多相混合碱，只要确保其熔化点低于300℃均可使用。
(3)加热温度控制在300-750℃之间。温度下限高于锡和混合碱的熔点，温度上限不高于750℃，当高于750℃锡与钨会产生大量的金属间化合物杂相。这点有必要说明的是，目前从现有文献中尚很难找到钨锡金属间化合物资料，但在本发明研究中大于750℃的高温煅烧的确发现了大量的钨锡金属间化合物杂相，对于这些化合物相的成分与晶体结构正在进一步研究确定。
(4)煅烧保温时间按加工粉末量调节，以使粉末中温度均匀，确保锡与混合碱都充分熔化限。一般为20-120min。
(5)煅烧采用保护气氛的目的是防止钨、锡在高温下发生氧化，故使用真空、惰性气体、氨气、氢气为保护性气氛，或采用惰性气体、氨气、氢气混合气氛防止氧化。
本发明的有益效果：1)所提供的制备锡包覆钨颗粒方法，条件温和、简单易控。通过提供的较低烧结温度，可在短时间内大量制备锡包覆钨颗粒的合金粉末，制备成本低廉，便于工业化生产。2)由于采用了熔碱脱除金属表面的氧化物，使钨粉末与锡之间达到了真正的冶金结合，有别于球磨制得的机械结合锡包钨粉。3)采用熔碱脱除金属表面的氧化物，还可以大大降低粉末中氧含量。
附图说明
图1是本发明的锡包覆钨粉末的X射线衍射(XRD)图。其中：●为钨的衍射峰，◆为锡的衍射峰。
图2是本发明的锡包覆钨粉末的微观形貌(SEM)图。
图3是本发明的锡包覆钨粉末的微观形貌(SEM)图。
图4是本发明的钨锡结合界面的微观形貌(SEM)图。
图5是本发明的加热温度800℃的锡包覆钨粉末X射线衍射(XRD)图，图中锡衍射峰消失，出现金属间化合物杂相。其中：●为钨的衍射峰，▼为钨锡金属间化合物杂相。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
本发明提供一种在较低的烧结温度下制备锡包覆钨粉末的方法，包括以下实施例：
实施例1
锡包覆钨粉末的制备：将100g的200目钨粉，10g的200目锡粉，5g的氢氧化钠，5g的氢氧化钾加入球磨罐中，加少量蒸馏水湿润，对球磨罐进行抽真空处理，转速设置为200r/min，球磨60min，球磨结束后通氩气冷却。取出混合粉末，干燥。然后将粉末放入管式烧结炉中。对炉管内进行抽真空处理，压力抽到0.001MPa，通入纯度为99.9％的氩气使压力达到0.08MPa,设置加热速率为5℃/min，加热到300℃，在300℃保温60min后随炉冷却。将烧结后的粉末取出放入500ml烧杯中，用蒸馏水清洗。用PH试纸检测清洗后的溶液，确定其无碱性后，在空气中干燥，即得到锡包覆钨的合金粉末。图1为产物的XRD衍射图像，从中可以看出产物中只有钨锡两种成分，未引入其他杂质。通过SEM照片(图2、图3)可以观察到锡包覆钨的结构，图中明亮的区域是钨，暗的区域为锡。通过图4可见钨锡界面处结合紧密，已达到冶金焊合。
实施例2
按照实施例1的制备方法，将烧结温度控制在300-750℃，并保温60min。更换保护气氛为真空、氩气、氢气与加入少量氢气的氩气，其余步骤保持不变，均制得锡包覆钨的合金粉末。
实施例3
按照实施例1的制备方法，将100g的200目钨粉，5-20g的200目锡粉，5g的氢氧化钠，5g的氢氧化钾加入球磨罐中。其余步骤保持相同，制得锡包覆钨的合金粉末。
实施例4
按照实施例1的制备方法，加入5-50g氢氧化钠和氢氧化钾(氢氧化钠重量含量20％-96％)，其余步骤保持相同，制得锡包覆钨的合金粉末。
实施例5
按照实施例1的制备方法，加入5-50g氢氧化钠和氢氧化锂(氢氧化钠重量含量在47％-94％),其余步骤保持相同，制得锡包覆钨的合金粉末。
实施例6
按照实施例1的制备方法，加入5-50g氢氧化钾和氢氧化锂(氢氧化锂含量19％-56％),其余步骤保持相同，制得锡包覆钨的合金粉末。
实施例7
按照实施例1的制备方法。加热时在300℃保温20min-120min，其余步骤保持相同，制得锡包覆钨的合金粉末。
实施例8
按照实施例1的制备方法。加热温度在750℃，保温20min-120min，其余步骤保持相同，制得锡包覆钨的合金粉末。当改变加热温度至800℃，保温20min-120min，XRD图中均出现如图5的钨锡金属间化合物杂相。

Claims (6)

1.一种制备锡包覆钨粉末的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)配制熔化温度低于300℃的混合碱；
(2)混粉：按照质量份数计，将100份钨粉、5-20份锡粉和5-50份混合碱置于球磨机中，再加蒸馏水湿润，混合均匀后，得到混合粉，干燥备用；
(3)混合粉煅烧：在保护性气氛下，将步骤(2)得到的干燥的混合粉置于300-750℃温度条件下，直至锡和混合碱均充分熔化；
(4)清洗制干：将步骤(3)的产物冷却后取出，用蒸馏水清洗至中性，过滤干燥，即获得锡包覆钨粉末。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的保护性气氛为真空、惰性气体、氨气、氢气中的一种或两种以上的混合气体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的熔化温度低于300℃的混合碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂中的两种以上混合碱。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的混合碱为氢氧化钠与氢氧化钾混合物，其中氢氧化钠的百分含量为20％～96％。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的混合碱为氢氧化钠与氢氧化锂混合物，其中氢氧化钠含量为47％～94％。
6.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述的混合碱为氢氧化钾与氢氧化锂混合物，其中氢氧化锂含量为19％～56％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110238388B (zh) * 2019-07-26 2021-07-27 昆山卡德姆新材料科技有限公司 一种被高分子材料包裹的金属粉末及其制备方法和应用
CN112054181B (zh) * 2020-09-28 2023-01-24 珠海冠宇电池股份有限公司 一种补锂剂及其应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5956560A (en) * 1994-12-22 1999-09-21 Osram Sylvania Inc. Tungsten-copper composite powder
JP2003231902A (ja) * 2002-02-07 2003-08-19 Murata Mfg Co Ltd ニッケル粉末の製造方法、ニッケル粉末、ニッケルペースト、及び積層セラミック電子部品
CN101274368A (zh) * 2008-04-30 2008-10-01 武汉理工大学 一种纳米Cu均匀包覆的Zn4Sb3粉体的制备方法
CN101428345A (zh) * 2007-11-09 2009-05-13 北京有色金属研究总院 一种超细钼粉或超细钨粉表面包覆金属铜的制备方法
JP2015036444A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 Jx日鉱日石金属株式会社 表面処理された金属粉の製造方法
CN104451226A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 中南大学 一种微纳复合细晶钨材料的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5956560A (en) * 1994-12-22 1999-09-21 Osram Sylvania Inc. Tungsten-copper composite powder
JP2003231902A (ja) * 2002-02-07 2003-08-19 Murata Mfg Co Ltd ニッケル粉末の製造方法、ニッケル粉末、ニッケルペースト、及び積層セラミック電子部品
CN101428345A (zh) * 2007-11-09 2009-05-13 北京有色金属研究总院 一种超细钼粉或超细钨粉表面包覆金属铜的制备方法
CN101274368A (zh) * 2008-04-30 2008-10-01 武汉理工大学 一种纳米Cu均匀包覆的Zn4Sb3粉体的制备方法
JP2015036444A (ja) * 2013-08-13 2015-02-23 Jx日鉱日石金属株式会社 表面処理された金属粉の製造方法
CN104451226A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 中南大学 一种微纳复合细晶钨材料的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"W-Sn solid solution synthesized by mechanical alloying at room temperature";Z.P.Xia,et al;《Journal of Alloys and Compounds》;20061120(第448期);210-214 *

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