一種鎢鎳合金粉末的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎢鎳合金粉末的制備方法，屬于金屬材料材料領域。
技術背景
[0002]鎢鎳合金具有優(yōu)異的耐腐蝕性能，腐蝕速率是不銹鋼的四十分之一，可以沉積于各類導電材料表面，進而增強材料的耐腐蝕性能，而且其較高的熱穩(wěn)定性保持了合金材料在使用過程中的結構和性能的穩(wěn)定性，有利于縮短失效時間，提高使用壽命和經濟效益。
[0003]鎢鎳復合材料由于同時具有鎳的優(yōu)良的導電性和導熱性，鎢的高熔點、高硬度和高強度等優(yōu)點，已經在一些領域得到應用。還有望在電子信息、能源、軍事等尖端領域發(fā)揮更大的作用。鎢鎳復合材料一般采用傳統(tǒng)粉末冶金法、超細金屬微粉冷卻合成法及機械合金化法等制備。但這些制備方法存在嚴重缺陷，即難以獲得含有較高鎢含量的鎢鎳復合材料，在1243K時，鎢鎳復合材料中最大鎢含量僅為16.7wt%。而鎢含量與鎳鎢復合材料的耐高溫性、耐磨性和耐蝕性密切相關，故這個缺陷嚴重影響鎢鎳復合材料的綜合性能，從而制約了鎢鎳復合材料的實際應用。
[0004]陽離子膜具有一定的選擇透過性，可使陽極中被選擇的陽離子透過離子膜到陰極室中，全氟磺酸陽離子交換膜可以讓陽極室中的Na+離子透過離子膜進入陰極室，從而消去了 Na+離子雜質的影響。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述鎢鎳合金制備過程中存在的鎢含量較低、合成溫度高及合成繁瑣等技術問題而提供一種鎢鎳合金粉末的制備方法，該制備方法具有反應條件溫和，反應溫度低，所得的鎢鎳合金粉末純凈、無雜質。
[0006]本發(fā)明的技術方案
一種鎢鎳合金粉末的制備方法，具體包括如下步驟:
(I)、以鎳片為陽極，以惰性電極為陰極，以含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液為陽極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液，在陽離子膜為隔膜的雙室電解槽中，采用恒流電解或恒壓電解的方式，控制溫度范圍為室溫至90 °C進行電解含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液，直至Na+離子全部轉移到陰極室；
所述惰性電極為玻碳電極、石墨電極、鈦網或鉑網；
所述含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液中，鎢酸鈉的濃度為0.005-2.5mol/L，去極化劑的濃度為 0.01-0.lmol/L ；
所述去極化劑為可溶性氯化物、檸檬酸鹽、酒石酸鹽的一種或兩種以上的混合物；
其中可溶性氯化物為氯化銨或氯化鈉；
所述梓檬酸鹽梓檬酸鈉、朽1檬酸錢或梓檬酸氫錢;
所述酒石酸鹽為酒石酸鈉、酒石酸氫鈉、酒石酸銨或酒石酸氫銨；
所述酸溶液為濃度為0.001-lmol/L的鹽酸水溶液或濃度為0.001-lmol/L的硫酸水溶液；
所述堿溶液為濃度為0.ΟΟΙ-lmol/L的氫氧化鈉水溶液或濃度為0.ΟΟΙ-lmol/L的氫氧化鉀水溶液；
所述鹽溶液為濃度為0.001-lmol/L的氯化鈉水溶液或濃度為0.ΟΟΙ-lmol/L的碳酸鈉水溶液；
所述陽離子膜為全氟磺酸陽離子交換膜，優(yōu)選為美國杜邦公司生產的Naf1n全氟磺酸212型陽離子交換膜；
所述恒流電解的電流為0.08-0.8A，電流密度為1-lOOmA/cm2;
所述恒壓電解的電壓范圍10-300V;
(2)、電解完后，將在電極室上得到的產物用去離子水邊清洗邊過濾，以便將Na+及去極化劑清洗干凈，所得的濾餅控制溫度為30-80°C干燥l_2h，干燥完畢后，于氫氣氛圍下以2.5-10°C /min的速率，先升溫至350_450°C進行還原l_2h，然后再升溫至600_800°C進行還原2-4h，然后自然冷卻至室溫即得鎢鎳合金粉末。
[0007]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種鎢鎳合金粉末的制備方法，由于由于制備過程中采用的陽離子膜具有一定的選擇透過性，特別是Naf1n系列全氟磺酸陽離子交換膜可以讓陽極室中的Na+離子透過離子膜進入陰極室，從而消去了 Na+離子雜質對最終產品鎢鎳合金粉末的影響，因此本發(fā)明的制備方法具有最終所得的鎢鎳合金粉末純度高，無雜相，分布均勻的特點。
[0008]進一步，本發(fā)明的一種鎢鎳合金粉末的制備方法，反應條件溫和，反應溫度低，得到的鎢鎳合金粉末是純凈的，無雜相的，分布均勻的。
[0009]進一步，本發(fā)明的一種鎢鎳合金粉末的制備方法，所用的陰極液范圍廣，酸液、堿液及鹽液均可以，另外，電解過程無論是恒流電解或恒壓電解的方式，都能得到純凈分布均勻的鶴镲合金粉末。
[0010]進一步，本發(fā)明的一種鎢鎳合金粉末的制備方法，由于通過一步即可短時間內制備出鎢鎳合金粉末前驅體，并且后續(xù)處理簡單，因此其制備過程工藝簡單，容易操作，投資小，合成量大，可直接用于工業(yè)化生產。
【附圖說明】
[0011]圖1、實施例1所得的鎢銀合金粉末的EDS能譜圖；
圖2a、實施例1所得的鎢銀合金粉末中鎢元素的EDS面掃圖；
圖2b、實施例1所得的鎢銀合金粉末中鎳元素的EDS面掃圖；
圖3、實施例1所得的鎢銀合金粉末的X射線衍射(XRD)圖。
【具體實施方式】
[0012]下面通過具體實施例結合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0013]本發(fā)明的實施例中所用的全氟磺酸陽離子交換膜是美國杜邦公司生產的Naf1n全氟磺酸212型陽離子交換膜。
[0014]實施例1
一種鎢鎳合金粉末的制備方法，具體包括如下步驟: (1)、以鎳片為陽極，以惰性電極為陰極，以95ml含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液為陽極液，以90ml酸溶液為陰極液，在陽離子膜為隔膜的雙室電解槽中，采用恒流電解的方式，控制溫度范圍為室溫至50°C電解含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液30min，即Na+離子全部轉移到陰極室；
所述含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液中，鎢酸鈉的濃度為0.lmol/L，去極化劑的濃度為0.0lmol/L，所述去極化劑為氯化鈉；
所述惰性電極為鈦網；
所述酸溶液為濃度為0.lmol/L的鹽酸水溶液；
所述陽離子膜為Naf1n全氟磺酸212型陽離子交換膜；
所述恒流電解的電流密度為75mA/cm2，電流為0.6A ；
(2)、電解完后，將在陽極室的產物用去離子水邊清洗邊過濾，以便將Na+及添加劑離子清洗干凈，所得的濾餅控制溫度為60°C干燥2h，干燥完畢后，氫氣氛圍下以2.50C /min的速率，先升溫至400°C進行還原2h，然后再升溫至700°C進行還原4h，然后自然冷卻至室溫，即得純凈的分布均勻的鎢鎳合金粉末。
[0015]采用德國布魯克ALX公司的4010型X射線探測儀對上述所得的鎢鎳合金粉末進行測定，其EDS能譜圖如圖2所示，從圖2中可以看出，得到的產物中只有W、Ni 二種元素，由此表明了本發(fā)明制備的鎢鎳合金粉末是純凈的，無雜質。其EDS面掃如圖2a、圖2b所示，從圖2a、圖2b中可以看出本發(fā)明制備方法所得的鎢鎳合金粉末是分布均勻的。
[0016]采用德國布魯克AXS公司的D8 Advance型X-射線衍射儀對上述所得的鎢鎳合金粉末進行測定，其XRD圖如圖3所示，從圖3中可以看出，得到的產物為鎢鎳。
[0017]綜上所述，本發(fā)明的一種鎢鎳合金粉末的制備方法，可得到純凈的、分布均勻的鎢镲合金粉末。
[0018]以上所述僅是本發(fā)明的實施方式的舉例，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種鎢鎳合金粉末的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟: (1)、以鎳片為陽極，以惰性電極為陰極，以含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液為陽極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液，在陽離子膜為隔膜的雙室電解槽中，采用恒流電解或恒壓電解的方式，控制溫度范圍為室溫至90 °C進行電解含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液，直至Na+離子全部轉移到陰極室； 所述惰性電極為玻碳電極、石墨電極、鈦網或鉑網； 所述含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液中，鎢酸鈉的濃度為0.005-2.5mol/L，去極化劑的濃度為 0.01-0.lmol/L ； 所述去極化劑為可溶性氯化物、檸檬酸鹽、酒石酸鹽的一種或兩種以上的混合物； 其中可溶性氯化物為氯化銨或氯化鈉； 所述梓檬酸鹽梓檬酸鈉、朽1檬酸錢或梓檬酸氫錢; 所述酒石酸鹽為酒石酸鈉、酒石酸氫鈉、酒石酸銨或酒石酸氫銨； 所述酸溶液為濃度為0.001-lmol/L的鹽酸水溶液或濃度為0.001-lmol/L的硫酸水溶液； 所述堿溶液為濃度為0.001-lmol/L的氫氧化鈉水溶液或濃度為0.001-lmol/L的氫氧化鉀水溶液； 所述鹽溶液為濃度為0.001-lmol/L的氯化鈉水溶液或濃度為0.001-lmol/L的碳酸鈉水溶液； 所述陽離子膜為全氟磺酸陽離子交換膜； 所述恒流電解的電流為0.08-0.8A，電流密度為1-lOOmA/cm2; 所述恒壓電解的電壓范圍10-300V; (2)、電解完后，將在電極室上得到的產物用去離子水邊清洗邊過濾，以便將Na+及去極化劑清洗干凈，所得的濾餅控制溫度為30-80°C干燥l_2h，干燥完畢后，于氫氣氛圍下以2.5-10°C /min的速率，先升溫至350_450°C進行還原l_2h，然后再升溫至600_800°C進行還原2-4h，然后自然冷卻至室溫即得鎢鎳合金粉末。2.如權利要求1所述的一種鎢鎳合金粉末的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述含有去極化劑和鶴酸鈉的水溶液中，鶴酸鈉的濃度為0.lmol/L，去極化劑的濃度為0.0lmol/L，所述去極化劑為氯化鈉； 所述惰性電極為鈦網； 所述酸溶液為濃度為0.lmol/L的鹽酸水溶液； 所述陽離子膜為Naf1n全氟磺酸212型陽離子交換膜； 所述恒流電解的電流密度為75mA/cm2，電流為0.6A ； 步驟(2)所得的濾餅控制溫度為60°C干燥2h，干燥完畢后，氫氣氛圍下以2.50C /min的速率，先升溫至400°C進行還原2h，然后再升溫至700°C進行還原4h，然后自然冷卻至室溫，即得鎢鎳合金粉末。
【專利摘要】本發(fā)明一種鎢鎳合金粉末的制備方法，以鎳片為陽極，以惰性電極為陰極，以含有去極化劑和鎢酸鈉的水溶液為陽極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液；在陽離子膜為隔膜的雙室電解槽中，采用恒流電解或恒壓電解的方式控制溫度為室溫至90℃進行電解陽極液，直至Na+離子全部轉移至陰極室；電解完后將在陽極室得到的產物用去離子水邊清洗邊過濾，所得濾餅干燥后于氫氣氛圍下以2.5-10℃/min的速率先升溫至350-450℃進行還原1-2h，然后再升溫至600-800℃進行還原2-4h，然后自然冷卻至室溫即得鎢鎳合金粉末。該制備方法反應條件溫和，反應溫度低，所得鎢鎳合金粉末純凈、無雜相、顆粒分布均勻。
【IPC分類】C25C5/02
【公開號】CN104894606
【申請?zhí)枴緾N201510163448
【發(fā)明人】張全生, 閔凡奇, 張偉, 李細方, 李碩, 王淼, 黨國舉, 王昭勍, 李海燕
【申請人】上海應用技術學院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月9日