高能球磨法制备核壳结构Bi/WO_x复合粉末的结构与性能

以α-Bi2O3和WO3粉末为原材料,利用铋的半金属性,通过高能球磨制备核壳结构的Bi/WOx复合粉体材料,通过对粉末的微观形貌与结构的分析,进一步研究富氧壳层对复合粉体耐热氧化性和禁带宽度的影响。结果表明,核壳结构的Bi/WOx复合粉体的壳层为非晶态WOx,壳层厚度约30 nm,内核为结晶完好的六方金属Bi,内核的平均粒径为20~90 nm。Bi/WOx复合材料在富氧环境下耐热氧化性较好,这是由非晶态WOx中O原子的扩散速率大决定的。球磨时间是影响Bi/WOx复合粉末微观形貌、结构和性能的重要因素。当球磨时间为5 h时,产物中存在单斜WO3纳米晶,禁带宽度约1.72 eV;随球磨时间延长,产物形貌更均一,禁带宽度蓝移,这是由壳层非晶态WOx中过量O原子和明显的结构缺陷所致;当球磨时间延长至15 h时,禁带宽度为2.1 eV;进一步延长球磨时间,禁带宽度红移。