CN105331840B - 一种钨基电极材料及其制备方法 - Google Patents

一种钨基电极材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105331840B
CN105331840B CN201510684272.2A CN201510684272A CN105331840B CN 105331840 B CN105331840 B CN 105331840B CN 201510684272 A CN201510684272 A CN 201510684272A CN 105331840 B CN105331840 B CN 105331840B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tungsten
base electrode
electrode material
powder
tungsten base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510684272.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105331840A (zh
Inventor
张保红
牛山廷
唐亮亮
陈伟
刘国辉
甘乐
林冰涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aetna Tianlong (Beijing) tungsten molybdenum Technology Co.,Ltd.
Advanced Technology and Materials Co Ltd
Original Assignee
Advanced Technology and Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Technology and Materials Co Ltd filed Critical Advanced Technology and Materials Co Ltd
Priority to CN201510684272.2A priority Critical patent/CN105331840B/zh
Publication of CN105331840A publication Critical patent/CN105331840A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105331840B publication Critical patent/CN105331840B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/045—Alloys based on refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/04—Alloys based on tungsten or molybdenum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种钨基电极材料及其制备方法。本发明是以氧化钨、可溶性镍盐和可溶性锶盐为原料，依次进行固‑液掺杂、煅烧、还原、成型、烧结，制得一种钨基电极材料，该钨基电极材料中，以100重量份计，钨、镍、锶的重量份数为：88～98.5重量份、0.5～6重量份、1～6重量份。使用本发明提供的电极材料制备的高能点火气体放电管最高放电次数可达198万次，比国外同类产品使用寿命更长，对于打破国外对此类产品出口我国的限制，满足国家国防需要，具有重要意义。

Description

一种钨基电极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种钨基电极材料及其制备方法，特别涉及一种高能点火气体放电管用钨基电极材料及其制备方法，属于难熔金属材料领域。
背景技术
高能点火气体放电管主要用于高能点火器，作控制大能量的开关，主要应用在军用宇航、机载、弹载发动机点火器上，也可以应用在民用船舶、锅炉、油田等的点火系统中。在军用高能点火气体放电管技术方面，由于我国长期受西方国家禁运和封锁，无法引进有关的先进技术和产品。
放电电极是高能点火气体放电管的一个重要元件，它的性能直接决定放电管的性能和寿命。在电极工作过程中，一方面要不断地发射出电子，另一方面也要受到热的作用、承受被电离的离子的回击，因此，研制高能点火气体放电管，其中一项主要的工作内容就是研制长寿命电极，目的是在保证足够良好的发射效率的前提下提高电极的耐离子轰击和防溅射能力，从而实现稳定的大能量不间断点火。
钨因为具有较高的熔点、耐离子轰击等特点，常用来作为电极材料，但是逸出功较高，工作温度高、发射效率低。因而常用的钨电极是在钨基体中添加低逸出功的组分来提高电极的电子发射效率，其中碱土金属氧化物因为较低的逸出功而受到青睐。传统的氧化物阴极是在钨表面涂覆一层碱土金属碳酸盐，经高温分解得到氧化物，但是涂层在离子的作用下容易发生开裂或脱落，影响电极的使用寿命。另外在基体金属和碱土金属氧化物涂层的界面上会发生反应产生中间层，中间层的存在会抑制基金属中的活性元素向表层扩散，降低了氧化物阴极的发射性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钨基电极材料及其制备方法，以氧化钨、可溶性镍盐和可溶性锶盐(选用的镍盐和锶盐需满足两个条件：1).能够完全溶解于水；2).能够分解成镍和锶的氧化物，且煅烧过程中不会产生含W、Ni、Sr和O以外的新相留存在粉末中。本发明优选用其硝酸盐)为原料，依次进行固-液掺杂、煅烧、还原、成型、烧结，制得钨基电极材料。使用该种材料制备的高能点火气体放电管比国外同类产品使用寿命更长，对于打破国外对此类产品出口我国的限制，满足国家国防需要，具有重要意义。
根据上述目的，本发明技术方案的工艺原理为：将低逸出功组分碱土金属直接“存储”在钨基体内，提高了电极的抗轰击能力。少量的镍起到活化烧结的作用，使得材料在较低的烧结温度下致密化。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种钨基电极材料，所述钨基电极材料由氧化钨、可溶性镍盐和可溶性锶盐制成，最终得到的所述钨基电极材料中，以100重量份计，钨、镍、锶的重量份数为：钨：88～98.5重量份、镍：0.5～6重量份、锶：1～6重量份；所述钨基电极材料的密度为12～18g/cm3(比如12.2g/cm3、12.8g/cm3、13.0g/cm3、13.5g/cm3、14.0g/cm3、14.3g/cm3、14.8g/cm3、15.5g/cm3、17.0g/cm3、17.5g/cm3、17.7g/cm3)。
在上述钨基电极材料中，钨、镍、锶的质量份数之和为100，具体地，所述钨、镍、锶的质量份数可以依次为98.5、0.5、1，或依次为96.5、0.5、3，或依次为93.5、0.5、6，或依次为96、3、1，或依次为94、3、3，或依次为91、3、6，或依次为93、6、1，或依次为91、6、3，或依次为88、6、6，或依次为96.7、1、2.3。
在上述钨基电极材料中，所述可溶性镍盐和所述可溶性锶盐只要满足如下两个条件即可：1)能够完全溶解于水；2)能够分解成镍和锶的氧化物，且煅烧过程中不会产生含W、Ni、Sr和O以外的新相留存在粉末中。作为一种优选实施方式，所述可溶性镍盐为硝酸镍，所述可溶性锶盐为硝酸锶。
一种上述钨基电极材料的制备方法，包括如下步骤：
固-液掺杂步骤：按照上述钨基电极材料中钨、镍、锶的配比，将相应量的氧化钨掺入相应量的可溶性镍盐和可溶性锶盐形成的混合水溶液中，经搅拌、混合、干燥制得前驱体粉末；
煅烧步骤：将所述前驱体粉末进行煅烧，得到煅烧粉；
还原步骤：将所述煅烧粉进行还原，得到掺杂钨粉；
成型步骤：将所述掺杂钨粉进行压制成型，得到坯料；
烧结步骤：将所述坯料进行烧结，制得所述钨基电极材料。
采用上述方法制备得到的钨基电极材料的最终成分分别为W、Ni4W和SrWO4。从前驱体粉末到烧结体发生了多种物相演变：首先可溶性镍盐和锶盐分解为氧化物并和氧化钨反应生成钨酸盐，然后在还原过程中镍的钨酸盐又发生分解、反应生成Ni4W，最终得到组分为W+Ni4W+SrWO4的混合体钨基电极材料。
在上述制备方法中，用于溶解可溶性镍盐和可溶性锶盐的水量无需特别限定，只要可以将可溶性镍盐和可溶性锶盐完全溶解即可。
在上述制备方法中，所述固-液掺杂步骤中，所述前驱体粉末为氧化钨、可溶性镍盐和可溶性锶盐的混合粉末，作为一种优选实施方式，所述氧化钨为黄钨(WO3)，平均粒度为20～50μm。。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述固-液掺杂步骤中，所述搅拌、混合、干燥均由捏合机来完成。具体为：首先将所述混合水溶液倒入所述捏合机中，再将氧化钨倒入所述混合水溶液中，通过所述捏合机搅拌而混合均匀；所述捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，直到粉末完全干燥。更优选地，所述捏合机的加热温度为85～95℃(比如86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述固-液掺杂步骤中，所述前驱体粉末的平均粒度为20～50μm(比如22μm、25μm、28μm、30μm、33μm、36μm、40μm、43μm、45μm、48μm)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述煅烧步骤中，所述煅烧温度为650～750℃(比如660℃、670℃、680℃、690℃、700℃、710℃、720℃、730℃、740℃)，保温时间为1～3h(比如1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.2h、2.5h、2.8h)，于空气气氛中进行；优选地，所述煅烧在高温电阻炉中进行。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述还原步骤中，所述还原过程在氢气气氛中进行，还原温度为800-850℃(比如810℃、820℃、830℃、840℃、850℃)，保温时间为0.5～2h(比如0.6h、0.8h、1.0h、1.2h、1.5h、1.8h)，氢气流量为1.0～2.0m3/h(比如1.1m3/h、1.2m3/h、1.3m3/h、1.4m3/h、1.5m3/h、1.6m3/h、1.7m3/h、1.8m3/h、1.9m3/h)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述成型步骤中，所述成型过程采用冷等静压工艺，压制压力为150～250MPa(比如160MPa、180MPa、200MPa、220MPa、240MPa)，保压时间为5～20min(比如6min、8min、10min、12min、14min、16min、18min)。
在上述制备方法中，作为一种优选实施方式，所述烧结步骤中，所述烧结的温度为：1300～1580℃(比如1320℃、1340℃、1380℃、1420℃、1460℃、1480℃、1520℃、1540℃、1560℃)，保温时间为1.5～2h(比如1.6h、1.7h、1.8h、1.9h)；更优选地，所述烧结的温度为1400～1500℃(1410℃、1430℃、1450℃、1470℃、1490℃)。更进一步地，所述烧结在还原性气氛下进行，优选氢气气氛下进行。
上述钨基电极材料在高能点火气体放电管中的应用。
本发明的优点在于：
(1)因为采用固-液掺杂法，材料中钨、镍和锶均匀混合在一起，保证了材料的组织均匀性，避免了氧化物涂层电极产生的中间层，从而提高了材料的发射性能。
(2)因为材料成型采用了冷等静压工艺，保证了材料的性能均匀性。
(3)因为材料的组织均匀性和性能均匀性得到保证，提高了电极材料的使用寿命，国外同类产品放电次数约150万次，本发明提供的电极材料最高放电次数可达198万次。
具体实施方式
以下实施例对本发明的内容做进一步的详细说明，本发明的保护范围包含但不限于下述各实施例。
以下实施例中使用的原料黄钨粉是通过如下方式制备的：将APT(仲钨酸铵，购自赣州华兴钨制品有限公司)在旋转煅烧炉(购自合肥科晶技术有限公司，DX-III)中于550℃下煅烧3h制得。
以下实施例中使用的Ni(NO3)2·6H2O，购自天津化学试剂厂，分析纯；Sr(NO3)2，购自天津化学试剂厂，分析纯。
以下实施例中使用的捏合机购自南通福斯特机械制造有限公司，型号为NH-50D。
以下实施例中使用的高温电阻炉购自北京钢研新冶工程技术中心有限公司，型号：1600℃，700mm×400mm×400mm。
以下实施例中使用的还原炉购自赣州顺荣工业炉有限公司，220mm×50mm×3800mm。本发明中，由成品钨基电极材料中钨、镍、锶的质量份数换算原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2的用量，是通过如下公式得到的：钨的质量份数＝(氧化钨的质量份数/氧化钨的分子量)×钨的分子量、镍的质量份数＝(六水合硝酸镍的质量份数/六水合硝酸镍的分子量)×镍的分子量、锶的质量份数＝(硝酸锶的质量份数/硝酸锶的分子量)×锶的分子量。
实施例1
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为98.5:0.5:1称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为50μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：750℃，1h；将煅烧后得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度为800℃，保温2h，氢气流量为1.0m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力为150MPa，保压时间为20分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度为1580℃，保温时间为2h，制得所述钨基电极材料。
采用排水法测量本实施例制备的钨基电极材料的密度，测试结果参见表1，其密度为17.8g/cm3。
采用本实施例所得钨基电极材料制备高能点火气体放电管，制备方法如下：首先将所述电极与支杆钎焊为放电组件，然后将上述放电组件及相关部件密封于陶瓷外壳制备成整只放电管。
采用阴极寿命测试台测量上述高能点火气体放电管寿命，测试结果参见表1，其放电次数达60万次。
实施例2
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为96.5:0.5:3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为50μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为85℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，1.5h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度810℃，保温1.8h，氢气流量为1.2m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力为170MPa，保压时间18分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1580℃，保温1.8h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为15.9g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达90万次。
实施例3
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为93.5:0.5:6称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为95℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度820℃，保温1.6h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间15分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1500℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为13.6g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达100万次。
实施例4
按成品钨基电极材料中照钨：镍：锶质量份数比为96:3:1称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：650℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度850℃，保温1.2h，氢气流量为1.8m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力250MPa，保压时间12分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1450℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为17.2g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达80万次。
实施例5
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为94:3:3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为35μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为85℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：720℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度840℃，保温0.8h，氢气流量为1.4m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力230MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1500℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为15.1g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达100万次。
实施例6
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为91:3:6称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.3m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间8分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1400℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为13.1g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达110万次。
实施例7
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为93:6:1称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为25μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2.5h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度850℃，保温0.5h，氢气流量为2m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间5分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1350℃，保温2h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为16.2g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达65万次。
实施例8
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为91:6:3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为20μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，3h；将得到的煅烧粉在还原炉)中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1300℃，保温2h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为14.5g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达70万次。
实施例9
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为88:6:6称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为20μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1300℃，保温2h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为12.5g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达60万次。
实施例10
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为96.7:1:2.3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为20μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的述煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1300℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为15.8g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达80万次。
实施例11
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为96.7:1:2.3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为30μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1400℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为15.9g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达136万次。
实施例12
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为96.7:1:2.3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1465℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为16.3g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达198万次。
实施例13
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为96.7:1:2.3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将所述煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1500℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为16.4g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达190万次。
实施例14
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为96.7:1:2.3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1580℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为16.5g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达100万次。
对比例1
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为96.7:1:2.3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1650℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为16.6g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达70万次。
对比例2
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为96.7:1:2.3称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1200℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为15.4g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达40万次。
对比例3
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为98:1.5:0.5称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1580℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为18.1g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达30万次。
对比例4
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为84:6:10称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1300℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为10.6g/cm3，本实施例所得钨基电极材料太脆，难以加工出成品。
对比例5
按照成品钨基电极材料中钨：镍：锶质量份数比为91:8:1称取相应质量的原料黄钨、Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2，先用去离子水将Ni(NO3)2·6H2O和Sr(NO3)2完全溶解得到二者的混合水溶液，然后将该混合水溶液倒入捏合机，再将黄钨粉(平均粒度为40μm)掺入上述混合水溶液中，通过捏合机搅拌而混合均匀，捏合机自带加热系统，搅拌过程中始终加热，加热温度为90℃，直到粉末完全干燥制得前驱体粉末；将前驱体粉末装舟用高温电阻炉在空气中煅烧(敞开炉门)，煅烧温度：700℃，2h；将得到的煅烧粉在还原炉中、氢气气氛下进行还原，还原温度830℃，保温0.5h，氢气流量为1.5m3/h，得到掺杂钨粉；将掺杂钨粉装包套进行冷等静压，成型压力200MPa，保压时间10分钟，得到坯料；将所述坯料在氢气气氛下进行烧结，烧结温度1300℃，保温1.5h，制得所述钨基电极材料。
采用与实施例1相同的测试方法对本实施例得到的钨基电极材料进行性能测试，测试结果参见表1，本实施例的钨基电机材料密度为15.8g/cm3，本实施例所得钨基电极材料制备的高能点火气体放电管放电次数达10万次。
表1 各实施例和对比例所得钨基电极材料的性能测试结果

Claims (13)

1.一种钨基电极材料，其特征在于，所述钨基电极材料由氧化钨、可溶性镍盐和可溶性锶盐制成，所述钨基电极材料中，以100重量份计，钨、镍、锶的重量份数为：钨：88～98.5重量份、镍：0.5～6重量份、锶：1～6重量份；所述钨基电极材料的密度为12～18g/cm3；所述钨基电极材料的制备方法包括如下步骤：
固-液掺杂步骤：按照所述钨基电极材料中钨、镍、锶的配比，将相应量的氧化钨掺入相应量的可溶性镍盐和可溶性锶盐形成的混合水溶液中，经搅拌、混合、干燥制得前驱体粉末；
煅烧步骤：将所述前驱体粉末进行煅烧，得到煅烧粉；
还原步骤：将所述煅烧粉进行还原，得到掺杂钨粉；
成型步骤：将所述掺杂钨粉进行压制成型，得到坯料；
烧结步骤：将所述坯料进行烧结，制得所述钨基电极材料。
2.根据权利要求1所述的钨基电极材料，其特征在于，所述可溶性镍盐为硝酸镍，所述可溶性锶盐为硝酸锶。
3.根据权利要求1或2所述的钨基电极材料，其特征在于，所述固-液掺杂步骤中，所述氧化钨为黄钨，平均粒度为20～50μm。
4.根据权利要求1或2所述的钨基电极材料，其特征在于，所述固-液掺杂步骤中，所述搅拌、混合、干燥均由捏合机来完成。
5.根据权利要求4所述的钨基电极材料，其特征在于，所述捏合机的加热温度为85～95℃。
6.根据权利要求1或2所述的钨基电极材料，其特征在于，所述固-液掺杂步骤中，所述前驱体粉末的平均粒度为20～50μm。
7.根据权利要求1或2所述的钨基电极材料，其特征在于，所述煅烧步骤中，所述煅烧温度为650～750℃，保温时间为1～3h，于空气气氛中进行。
8.根据权利要求7所述的钨基电极材料，其特征在于，所述煅烧在高温电阻炉中进行。
9.根据权利要求1或2所述的钨基电极材料，其特征在于，所述还原步骤中，所述还原过程在氢气气氛中进行，还原温度为800-850℃，保温时间为0.5～2h，氢气流量为1.0～2.0m3/h。
10.根据权利要求1或2所述的钨基电极材料，其特征在于，所述成型步骤中，所述成型过程采用冷等静压工艺，压制压力为150～250MPa，保压时间为5～20min。
11.根据权利要求1或2所述的钨基电极材料，其特征在于，所述烧结步骤中，所述烧结的温度为：1300～1580℃，保温时间为1.5～2h。
12.根据权利要求11所述的钨基电极材料，其特征在于，所述烧结的温度为1400～1500℃。
13.根据权利要求12所述的钨基电极材料，其特征在于，所述烧结在还原性气氛下进行。
CN201510684272.2A 2015-10-20 2015-10-20 一种钨基电极材料及其制备方法 Active CN105331840B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510684272.2A CN105331840B (zh) 2015-10-20 2015-10-20 一种钨基电极材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510684272.2A CN105331840B (zh) 2015-10-20 2015-10-20 一种钨基电极材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105331840A CN105331840A (zh) 2016-02-17
CN105331840B true CN105331840B (zh) 2017-06-13

Family

ID=55282598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510684272.2A Active CN105331840B (zh) 2015-10-20 2015-10-20 一种钨基电极材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105331840B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106493485A (zh) * 2016-11-15 2017-03-15 张金水 含有钨、钼、钛、镍、锘和康铜的焊接材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09165641A (ja) * 1995-12-13 1997-06-24 Tokyo Tungsten Co Ltd タングステン電極材
CN1402291A (zh) * 2002-09-29 2003-03-12 北京工业大学 稀土钪钨基高电流密度电子发射体材料及其制备方法
CN102139371A (zh) * 2011-05-04 2011-08-03 佛山市钜仕泰粉末冶金有限公司 一种钨合金靶材及其制备方法
CN102768928A (zh) * 2012-03-30 2012-11-07 安徽华东光电技术研究所 一种阴极盐及其制备方法、含有该阴极盐的钡钨阴极及其制备方法
CN103343275A (zh) * 2013-06-21 2013-10-09 威海多晶钨钼科技有限公司 高强度放电灯用阴极材料及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09165641A (ja) * 1995-12-13 1997-06-24 Tokyo Tungsten Co Ltd タングステン電極材
CN1402291A (zh) * 2002-09-29 2003-03-12 北京工业大学 稀土钪钨基高电流密度电子发射体材料及其制备方法
CN102139371A (zh) * 2011-05-04 2011-08-03 佛山市钜仕泰粉末冶金有限公司 一种钨合金靶材及其制备方法
CN102768928A (zh) * 2012-03-30 2012-11-07 安徽华东光电技术研究所 一种阴极盐及其制备方法、含有该阴极盐的钡钨阴极及其制备方法
CN103343275A (zh) * 2013-06-21 2013-10-09 威海多晶钨钼科技有限公司 高强度放电灯用阴极材料及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105331840A (zh) 2016-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101747435B1 (ko) 시스
CN106904950A (zh) 一种低温烧结的95氧化铝陶瓷材料
CN110746805B (zh) 一种用于锂离子电池正极材料烧结匣钵的涂料及其制备方法
CN103014326B (zh) 一种锰矿粉烧结工艺
CN104561882A (zh) 一种铌合金表面高温抗氧化涂层及其制备方法
CN106495680B (zh) 负载磁性金属单质的片状六铝酸钙陶瓷复合吸波材料制备方法
CN103562133B (zh) 尖晶石粉末及其制备方法以及喷镀膜及气体传感器元件的制备方法
CN110937892B (zh) 一种高温吸收剂、超薄高温吸波材料及其制备方法
CN108610071B (zh) 一种自结合碳化硅耐火材料及其液相烧结制备方法
CN109835927A (zh) 一种耐高温、高疏水电工级氧化镁粉及其制备方法
CN100417738C (zh) 耐高温、抗电弧侵蚀复合稀土钼合金及其制备方法
CN109956760A (zh) 一种高镍三元材料烧结用匣钵及其制备方法
CN105331840B (zh) 一种钨基电极材料及其制备方法
CN108394922A (zh) 一种热阴极用铝酸盐电子发射物质的简易制备方法
CN106876663B (zh) 一种电极材料碳包覆装置及方法
CN106588051A (zh) 一种低气孔镁铬砖及其制备方法
WO2020195721A1 (ja) スピネル粉末
CN106966760A (zh) 一种真空开关管用陶瓷的金属化工艺
CN101569931B (zh) 超细钨粉的制备方法
CN107235718A (zh) 一种用于浇注料的新型骨料及其制备方法
CN102367384B (zh) 一种片状铝酸盐绿色荧光粉的制备方法
RU2733966C1 (ru) Способ получения сложнооксидных материалов
CN114249531B (zh) 能够提升液面熔化能力的高硅氧玻璃熔液的制备方法
CN108264355A (zh) 一种新型高效蒸发舟用半导电陶瓷
RU2564430C2 (ru) Способ получения варисторной керамики на основе оксида цинка

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211130

Address after: Room 101-306, floor 3, building 1, yard 11, Fenghui Middle Road, Haidian District, Beijing 100094

Patentee after: Aetna Tianlong (Beijing) tungsten molybdenum Technology Co.,Ltd.

Patentee after: Advanced Technology & Materials co., ltd

Address before: 100081 No. 76 South College Road, Beijing, Haidian District

Patentee before: ADVANCED TECHNOLOGY & MATERIALS Co.,Ltd.