超細(xì)（納米）鉬粉制備技術(shù)研究
目前，制備超細(xì)鉬粉的方法主要有：蒸發(fā)態(tài)三氧化鉬還原法、活化還原法和十二鉬酸銨氫氣還原法。納米鉬粉的制備方法主要有：微波等離子法、電脈沖放電等。
（1）蒸發(fā)態(tài)三氧化鉬還原法
蒸發(fā)態(tài)三氧化鉬還原法，是將MoO3粉末（純度達(dá)99.9％）裝在鉬舟上，置于1 300～1 500 ℃的預(yù)熱爐中蒸發(fā)成氣態(tài)，在流量為150 mL/min的H2-N2氣體和流量為400 mL/min的H2的混合氣流的夾載下，MoO3蒸氣進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，通過還原成為超細(xì)鉬粉。該方法可獲得粒徑為40~70 nm的均勻球形顆粒鉬粉，但其工藝參數(shù)控制比較困難，其中，MoO3-N2和H2-N2氣流的混合溫度以及MoO3成分都對粉末粒度的影響很大。
（2）活化還原法
活化還原法，以七鉬酸銨（APM）為原料，在NH4Cl的催化作用下，通過還原過程制備超細(xì)鉬粉，還原過程中NH4Cl完全揮發(fā)。其還原過程大致分為氯化銨加熱分解、APM分解成氧化鉬、MoO3和HCl反應(yīng)生成7MoO2Cl2、MoO2Cl2被氫氣還原為超細(xì)鉬粉等4個階段。該方法比傳統(tǒng)方法的還原溫度降低約200～300 ℃，而且只使用一次還原過程，工藝較簡單。此方法制備的鉬粉平均粒度為0.1 μm，且粉末具有良好的燒結(jié)性能。韓國嶺南大學(xué)提出了相似方法，只是所用原料為高純MoO3。
（3）十二鉬酸銨氫氣還原法
十二鉬酸銨氫氣還原法，是將十二鉬酸銨在鎳合金舟中，并置于管式爐中，在530 ℃下用氫氣還原，然后再在900 ℃下用氫氣還原，可制出比表面積為3.0 m2/g以上的鉬粉，這種鉬粉的粒度為900 nm左右。該方法僅有工藝過程描述，未見到過程機(jī)制的分析，其可行性尚未可知。
（4）羰基熱分解法
羥基法，是以羥基鉬為原料，在常壓和350～1 000 ℃的溫度及N2氣氛下，對羥基鉬料進(jìn)行蒸氣熱分解處理。由于羥基化合物分解后，在氣相中狀態(tài)下完成形核、結(jié)晶、晶核長大，所以制備的鉬粉顆粒較細(xì)，平均粒度為1～2 μm。利用羥基法制得的鉬粉具有很高的化學(xué)純度和良好的燒結(jié)性。
（5）微波等離子法
微波等離子法，利用羥基熱解的原理制取鉬粉。微波等離子裝置利用高頻電磁振蕩微波擊穿N2等反應(yīng)氣體，形成高溫微波等離子體，進(jìn)而使Mo(CO）6在N2等離子體氣氛下熱解產(chǎn)生粒度均勻一致的納米級鉬粉，該裝置可以將生成的CO立即排走，且使產(chǎn)生的Mo迅速冷凝進(jìn)入收集裝置，所以能制備出比羥基熱解法粒度更小的納米鉬粉（平均粒徑在50 nm以下），單顆粒近似球形，常溫下在空氣中的穩(wěn)定性好，因而此種納米鉬粉可廣泛應(yīng)用。
（6）等離子氫還原法
等離子還原法的原理是：采用混合等離子反應(yīng)裝置將高壓直流電弧噴射在高頻等離子氣流上，從而形成一種混合等離子氣流，利用等離子蒸氣還原，初步得到超細(xì)鉬粉。獲得的初始超細(xì)鉬粉注射在直流弧噴射器上，立即被冷卻水冷卻成超細(xì)粉粒。所得到粉末平均粒徑約為30～50nm，適用于熱噴涂用的球形粉末。該方法也可用于制備其他難熔金屬的超細(xì)粉末，如W、Ta 和Nb。
微波等離子法和等離子氫還原法制備的納米鉬粉純度較高，形貌較好，但其生產(chǎn)成本大大提高。
（7）機(jī)械合金化法
日本的桑野壽，采用碳素鋼、SUS304不銹鋼、硬質(zhì)合金鋼等材料的容器和磨球，球磨鉬粉，可以制得粒徑為6nm左右的鉬粉。這種方法會引起Fe、Fe-Cr-Ni和W在鉬中固溶，其固溶量達(dá)到百分?jǐn)?shù)級。
此外，電脈沖法和電子束輻照法、冷氣流粉碎、金屬絲電爆炸法、高強(qiáng)度超聲波法、電脈沖放電、封閉循環(huán)氫還原法、電子束輻射法等大多只具有實(shí)驗(yàn)研究的價值，尚不具備工業(yè)化制備的條件。 |
