碳辅助氢还原制备纳米钨粉的工艺及机理

以偏钨酸铵和葡萄糖为原料,采用碳辅助氢气还原的方法制备出纳米W粉,并研究W、C摩尔比和还原工艺对W粉的平均粒度和残碳量的影响。结果表明:还原产物、W粉的平均粒度和残C量与还原温度和W、C摩尔比密切相关,而当还原时间超过1 h后,还原时间对W粉的平均粒度和残C量没有明显的影响。还原产物决定于还原温度,W、C摩尔比为1:2.6的前驱体在700、750、800℃还原以后得到的产物分别为W+WO_2、W+W_2C+WC和W。W粉的粒度随着W、C摩尔比由1:2.0增加到1:3.0而由98 nm减小到42 nm,但W粉的残C量在W、C摩尔比小于1:2.6时都在0.05%(质量分数)以下,W、C摩尔比继续增加时,W粉的残C量显著增加。W、C摩尔比为1:2.6的原料经800℃还原1 h后得到无明显团聚的W粉,其平均粒度为46 nm,残C量为0.05%(质量分数)。

碳辅助氢还原与普通氢还原制备W粉的对比研究

在相同的还原工艺参数下,以碳辅助氢还原法和普通氢还原法分别制备W粉,采用XRD、SEM、TEM和HRTEM对不同还原方法制得W粉的物相、形貌和粒度分布进行对比研究,并讨论还原方式对W粉粒径和形貌的影响机理。结果表明:碳辅助氢还原W粉的还原长大机制以固相局部化学反应为主,平均粒径均不超过60 nm,W粉一次颗粒呈均匀细小的球状或椭球状形貌,颗粒间没有明显的团聚或粗化现象;普通氢还原以"挥发-沉积"长大机制为主,所得W粉颗粒粗大,粒径为微米级,发育完全,颗粒呈类球形多面体结构,部分晶粒之间相互交联。