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纳米碳化钨-钴复合粉末制备技术

文献类型：成果

主要完成人中国科学院金属研究所
获奖日期2004
关键词碳化钨-钴 纳米复合粉末 硬质合金 耐磨涂层
中文摘要ä¸€ã€ æˆ æžœå†…å®¹ç®€ä»‹ï¼šçº³ç±³ç¢³åŒ–é’¨-é’´(WC-Co)å¤ å ˆç²‰æœ«æ˜¯åˆ¶å¤‡é«˜æ€§èƒ½ç¡¬è´¨å ˆé‡‘å’Œè€ ç£¨æ¶‚å±‚çš„ä¸»è¦ åŽŸæ–™ã€‚ç¡¬è´¨å ˆé‡‘è‡ª20世纪30å¹´ä»£é—®ä¸–ä»¥æ ¥ï¼Œåœ¨å·¥ä¸šç”Ÿäº§ä¸­ä¸€ç›´å  æ ®ç €é‡ è¦ ä½ ç½®ï¼Œè¢«èª‰ä¸º"工业的牙齿"ã€‚ä½†é•¿æœŸä»¥æ ¥ï¼Œç¡¬è´¨å ˆé‡‘çš„ç¡¬åº¦å’Œå¼ºåº¦ä¹‹é—´çš„çŸ›ç›¾ï¼Œå ³æ é«˜ç¡¬åº¦å¯¼è‡´å¼ºåº¦é™ ä½Žï¼Œæ é«˜å¼ºåº¦å ˆå¼•èµ·ç¡¬åº¦ä¸‹é™ ï¼Œä¸€ç›´æœªå¾—åˆ°æœ‰æ•ˆè§£å†³ã€‚çº³ç±³WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«çš„å‡ºçŽ°ï¼Œæœ‰æ•ˆåœ°è§£å†³äº†è¿™ä¸€éš¾é¢˜ã€‚ç ”ç©¶å ‘çŽ°ï¼Œå½“ç¡¬è´¨å ˆé‡‘ä¸­WCçš„å¹³å ‡æ™¶ç²’åº¦é™ ä½Žåˆ°1μmä»¥ä¸‹æ—¶ï¼Œå ˆé‡‘çš„ç¡¬åº¦å’Œå¼ºåº¦ä¸ ä»…èƒ½å Œæ—¶æ 高，而且æ é«˜çš„å¹…åº¦ä¼šéš ç €WCæ™¶ç²’åº¦çš„è¿›ä¸€æ­¥å‡ å° è€Œå¢žåŠ ã€‚é‡‡ç”¨çº³ç±³æ™¶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«å ¯ä»¥åˆ¶æˆ è¶…ç»†æ™¶ç»“æž„çš„WC-Coç¡¬è´¨å ˆé‡‘ï¼Œå…¶WCç›¸çš„å¹³å ‡æ™¶ç²’åº¦å° äºŽ0.5μmã€‚è¿‘å¹´æ ¥ï¼Œå›½å†…å¤–ç ”ç©¶å‡ºå¤šç§ åˆ¶å¤‡çº³ç±³æ™¶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«çš„æ–¹æ³•ï¼Œåº”ç”¨æœ€å¤šçš„æ˜¯æœºæ¢°å ˆé‡‘åŒ–æ–¹æ³•ï¼Œæ­¤å¤–è¿˜æœ‰çƒ­åŒ–å­¦æ³•ã€ æ°§åŒ–å…±è¿˜åŽŸæ³•å Šå–·é›¾çƒ­è½¬æ ¢æ³•ç­‰ã€‚ä¸€ç§ åˆ¶å¤‡çº³ç±³æ™¶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«çš„æ–°æ–¹æ³•-"雾化干燥-固定床技术"ï¼Œåœ¨å®žéªŒå®¤ç ”åˆ¶æˆ åŠŸå Žï¼Œå·²ç”³è¯·äº†å›½å®¶å ‘æ˜Žä¸“åˆ©ã€‚ç›®å‰ æ­£åœ¨å°†ä¸­è¯•æ‰©å¤§ä¸ºå·¥ä¸šåŒ–ç”Ÿäº§ï¼Œè¯¥é¡¹ç›®äºŽ2002å¹´10æœˆé€šè¿‡äº†ç”±å››å· çœ ç§‘æŠ€åŽ…ç»„ç»‡çš„ç§‘æŠ€æˆ æžœé‰´å®šã€‚1ã€ ä¸»è¦ å†…å®¹å’Œç‰¹ç‚¹å¦‚ä¸‹ï¼š(1) é‡‡ç”¨å «æœ‰é’¨ã€ é’´çš„å ¯æº¶æ€§ç› åˆ¶æˆ åŒ–å­¦æˆ åˆ†å ‡åŒ€æ··å ˆçš„å‰ é©±ä½“æº¶æ¶²ï¼Œå† é€šè¿‡é›¾åŒ–å¹²ç‡¥ã€ ç„™çƒ§ã€ è¿˜åŽŸå’Œç¢³åŒ–å¤„ç †åˆ¶æˆ çº³ç±³æ™¶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«ï¼›(2)å ¯ä»¥æ ¹æ ®å®žé™…éœ€è¦ è®¾è®¡çº³ç±³æ™¶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«çš„æˆ åˆ†ï¼Œä¹Ÿå ¯ä»¥åŠ å…¥ä¸€äº›å…¶å®ƒå ˆé‡‘å…ƒç´ å Šæ™¶ç²’é•¿å¤§æŠ‘åˆ¶å‰‚ï¼Œå¹¶èƒ½å‡†ç¡®æŽ§åˆ¶å…¶å «é‡ ã€‚(3)所制备的纳米晶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«ï¼ŒWC相的晶粒尺寸为60çº³ç±³ï¼Œå¹¶ä¸”æ°§ç­‰æ ‚è´¨å «é‡ ä½Žã€‚(4)åˆ¶å¤‡å·¥è‰ºç®€å •ã€ å…¨å¥—è®¾å¤‡å›½äº§åŒ–ã€ æˆ æœ¬ä½Žã€ äº§é‡ å¤§ï¼Œæ€§èƒ½ä»·æ ¼æ¯”é«˜ã€‚2ã€ æˆ æžœæ°´å¹³ï¼šå›½å†…å Œè¡Œä¸“å®¶è¯„ä»·ï¼š"å¤§é‡ å®žéªŒè¯ æ˜Žè¯¥é¡¹æ–°æŠ€æœ¯å ¯è¡Œï¼Œå±…å›½å†…é¢†å…ˆæ°´å¹³ï¼›è¾¾åˆ°äº†å›½å¤–å Œç±»æŠ€æœ¯çš„å…ˆè¿›æ°´å¹³ã€‚æ ¹æ ®å·¥è‰ºè¦ æ±‚è‡ªè¡Œç ”åˆ¶äº†å…¨éƒ¨ä¸­è¯•è§„æ¨¡æ‰€éœ€çš„ç”Ÿäº§è®¾å¤‡ï¼Œåˆ æ­¥å»ºæˆ äº†å·¥ä¸šåˆ¶å¤‡çº³ç±³ç»“æž„WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«å®žéªŒçº¿ã€‚ç”Ÿäº§çš„çº³ç±³æ™¶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«äº§å“ ï¼Œå·²ç”¨äºŽåˆ¶å¤‡ç¡¬è´¨å ˆé‡‘å’Œè€ ç£¨æ¶‚å±‚ã€‚ä¸­å —å¤§å­¦ç²‰æœ«å†¶é‡‘ç ”ç©¶æ‰€åº”ç”¨è¯¥äº§å“ åˆ¶å¤‡ç¡¬è´¨å ˆé‡‘ï¼Œè®¤ä¸ºç²‰æœ«çš„å·¥è‰ºæ€§èƒ½æž å¥½ï¼›æ²ˆé˜³å¤§é™†æ¿€å…‰å…¬å ¸ï¼Œç”¨çº³ç±³æ™¶WC-10ï¼…Coå¤ å ˆç²‰æœ«è¿ ç”¨æ¿€å…‰è¡¨é ¢æº¶è¦†åˆ¶å¤‡å¤§åž‹è½§è¾Šè¡¨é ¢å¼ºåŒ–å±‚ï¼Œä½¿è½§è¾Šä½¿ç”¨å¯¿å‘½æ é«˜ä¸€å€ ï¼›ç¬¬äºŒç‚®å…µå·¥ç¨‹å­¦é™¢ï¼Œé‡‡ç”¨ä½Žæ¸©è¶…éŸ³é€Ÿå–·æ¶‚å·¥è‰ºï¼ŒèŽ·å¾—çº³ç±³æ™¶WC-Coå ˆé‡‘å¼ºåŒ–è¡¨é ¢ï¼Œå–·æ¶‚å±‚ä¸ ä»…è€ ç£¨è€ èš€ï¼Œè€Œä¸”è¡¨é ¢å…‰æ»‘å¹³æ•´ã€ ç»“æž„è‡´å¯†ï¼Œå¹¶ä¸ŽåŸºä½“ç»“å ˆå¼ºåº¦é«˜ï¼›ç¾Žå›½Kennametalå…¬å ¸ä½¿ç”¨è¯¥äº§å“ è¿›è¡Œå·¥è‰ºè¯•éªŒï¼Œè®¤ä¸ºç²‰æœ«çš„å „é¡¹æŠ€æœ¯æŒ‡æ ‡å®Œå…¨æ»¡è¶³å…¬å ¸è¦ æ±‚ã€‚äºŒã€ ä¸»è¦ æŠ€æœ¯æŒ‡æ ‡ï¼š 纳米晶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«çš„ä¸»è¦ æŠ€æœ¯æŒ‡æ ‡ä¸ºï¼šç¡¬è´¨ç›¸WCçš„å¹³å ‡æ™¶ç²’åº¦â‰¤60nmï¼›ç²‰æœ«çš„å¹³å ‡é¢—ç²’åº¦â‰¤300nm；游离Cå «é‡ â‰¤0.09ï¼…ï¼›O2å «é‡ â‰¤0.25ï¼…ï¼›å…¶ä½™æ ‚è´¨æ€»é‡ ï¼œ0.5％。三〠应用范围：纳米晶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«æœ‰å¾ˆå¹¿æ³›çš„ç”¨é€”ï¼Œä¸»è¦ ç”¨äºŽåˆ¶å¤‡é«˜æ€§èƒ½ç¡¬è´¨å ˆé‡‘å Šè€ ç£¨æ¶‚å±‚ã€‚ç„¶è€Œï¼Œç›®å‰ å›½å†…çš„ç”Ÿäº§åŽ‚å®¶è¿˜ä¸ å…·å¤‡ç”Ÿäº§çº³ç±³æ™¶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«çš„èƒ½åŠ›ï¼Œå›½å¤–å…¬å ¸å¯¹ä¸­å›½åŸºæœ¬ä¸Šé‡‡å –å ªé”€å”®å ˆé‡‘ã€ å¯¹é«˜è´¨é‡ WC-Coå¤ å ˆç²‰ä½“çš„ç”Ÿäº§è¿›è¡Œä¿ å¯†çš„ç­–ç•¥ã€‚å››ã€ å¸‚åœºå‰ æ™¯å Šç» æµŽæ•ˆç›Šé¢„æµ‹ï¼šç¡¬è´¨å ˆé‡‘æ˜¯ä¸€ç§ ä¼˜è‰¯çš„å·¥å…·æ 料和结构æ æ–™ï¼Œå…¶ç”¨é€”æž å…¶å¹¿æ³›ï¼Œå‡ ä¹Žæ¶‰å Šåˆ°å›½æ°‘ç» æµŽçš„å „ä¸ªéƒ¨é—¨å’ŒçŽ°ä»£æŠ€æœ¯çš„å „ä¸ªé¢†åŸŸã€‚æ ®ä¼°è®¡ï¼Œ2000å¹´å…¨ä¸–ç•Œç¡¬è´¨å ˆé‡‘çš„æ€»äº§é‡ ä¸º4.2ä¸‡å ¨ï¼Œè´¸æ˜“é‡ åœ¨1ä¸‡å ¨ä»¥ä¸Šï¼Œè´¸æ˜“é¢ è¾¾100亿美元。其中WC-Coæ˜¯äº§é‡ æœ€å¤§ã€ ç”¨é€”æœ€å¹¿çš„ä¸€ç±»ç¡¬è´¨å ˆé‡‘ï¼Œæ¯ å¹´å…¨ä¸–ç•Œå¸‚åœºéœ€æ±‚é‡ åœ¨2ä¸‡å ¨ä»¥ä¸Šã€‚ä»…åˆ‡å‰Šå·¥å…·ï¼Œå…¨ä¸–ç•Œæ¯ å¹´å¤§çº¦æœ‰20äº¿ç¾Žå…ƒä»¥ä¸Šçš„éœ€æ±‚é‡ ã€‚ç›®å‰ ï¼Œç¾Žå›½Nanodyneå…¬å ¸å·²ç”¨çº³ç±³æ™¶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«æˆ åŠŸåœ°åˆ¶ä½œå °åˆ·ç”µè·¯æ ¿é’»ç©ºç”¨çš„å¾®åž‹é’»å¤´ï¼Œè€Œä¸”ç£¨æ Ÿå®žéªŒè¡¨æ˜Žï¼šé‡‡ç”¨çº³ç±³WC-Coå¤ å ˆç²‰åˆ¶å¤ çš„é’»å¤´çš„ç£¨æ ŸçŽ‡æ¯”æ ‡å‡†å¾®æ™¶é’»å¤´ä½Ž30ï¼ 40％，其寿命约为标准钻头的2.9å€ ã€‚æ ®æ—¥æœ¬äº§ä¸šç•Œç»Ÿè®¡ï¼Œåœ¨è®¡ç®—æœºçº¿è·¯æ ¿åŠ å·¥è¡Œä¸šä¸­ï¼Œæ¯ å¹´éœ€æ­¤ç§ ç¡¬è´¨å ˆé‡‘éº»èŠ±é’»6000万支(约180亿元)ï¼Œå…¨ä¸–ç•Œéœ€æ±‚é‡ æ¯ å¹´è¿‘4äº¿æ”¯ï¼Œä¸”éš ç €å¾®ç”µå­ ã€ ä¿¡æ ¯æŠ€æœ¯çš„é£žé€Ÿå ‘å±•ï¼Œè¯¥å¸‚åœºå‘ˆå¢žé•¿è¶‹åŠ¿ã€‚ç”±äºŽç›®å‰ ä¸ å…·å¤‡å·¥ä¸šåŒ–ç”Ÿäº§çº³ç±³å¤ å ˆç²‰çš„æŠ€æœ¯å’Œèƒ½åŠ›ï¼Œå ªèƒ½ç”¨å¾®ç±³æ™¶ç¡¬è´¨å ˆé‡‘æ›¿ä»£ï¼Œä»…è®¡ç®—æœºè¡Œä¸šæ¯ å¹´å°±éœ€30å ¨å¾®ç±³æ™¶ç¡¬è´¨å ˆé‡‘ã€‚é™¤äº†åˆ¶å¤‡å¾®åž‹é’»å¤´å¤–ï¼Œçº³ç±³å¤ å ˆç²‰è¿˜æœ‰å¹¿æ³›çš„åº”ç”¨é¢†åŸŸï¼Œå…¶ä¸­åŒ…æ‹¬å „ç§ åˆ‡å‰Šå·¥å…·ã€ å‡¿å²©é’»é½¿ã€ æ¨¡å…·ã€ è€ ç£¨é›¶ä»¶ã€ è½´æ‰¿ç­‰ä»¥å Šç‰¹æ®Šç”¨é€”çš„åˆ€å…·ï¼Œä¾‹å¦‚åˆ‡æ–­åˆ€ã€ åŒ»ç”¨è§£å‰–åˆ€ã€ ç£ å¸¦åˆ‡åˆ€ã€ é«˜æ€§èƒ½é”¯ç‰‡ç­‰ã€‚åœ¨è¿™äº›åˆ€å…·ä¸­ï¼Œå ªæœ‰ç”¨çº³ç±³å¤ å ˆç²‰åˆ¶å¤‡æ‰ èƒ½ä¿ æŒ å…¶é”‹åˆ©çš„åˆ‡å‰Šåˆƒã€‚æœ€æ–°ç ”ç©¶è¡¨æ˜Žï¼šçº³ç±³WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«ç”¨ä½œè€ ç£¨æ¶‚å±‚æ æ–™æ˜¾ç¤ºå‡ºå¾ˆå¥½çš„æ•ˆæžœï¼Œé‡‡ç”¨å¿«é€Ÿç†”åŒ–ã€ å¿«é€Ÿå†·å‡ çš„çƒ­å–·æ¶‚æŠ€æœ¯åˆ¶å¤‡çš„æ¶‚å±‚ï¼Œä½¿ç²‰æœ«çš„çº³ç±³ç»“æž„ç‰¹æ€§å¾—ä»¥ä¿ æŒ ï¼Œä»Žè€Œæ˜¾è‘—æ é«˜äº†ç¡¬è´¨å ˆé‡‘è€ ç£¨æ¶‚å±‚çš„æ€§èƒ½ã€‚ç¾Žå›½çš„Connecticut大学由Dr.Maurice Gellé¢†å¯¼çš„ä¸€æ”¯ç”±å¤§å­¦ã€ å·¥ä¸šç•Œã€ ç§‘ç ”æœºæž„ä»¥å Šæµ·å†›çš„ç§‘å­¦å®¶å’Œå·¥ç¨‹å¸ˆä»¬è ”å ˆç»„æˆ çš„åºžå¤§ç ”ç©¶å›¢é˜Ÿï¼Œåœ¨Office of Naval Research Science and Technology Affordability Initiativeå’ŒDODDual Use S&T Programçš„æ”¯æŒ ä¸‹,正在努力将纳米WC-Coç²‰æœ«ç”¨äºŽèˆ°è‰‡ã€ é£žæœºä»¥å Šé™†å†›è½¦è¾†çš„çƒ­å–·æ¶‚ã€‚ 钨是制备纳米WC-Coå¤ å ˆç²‰ä½“çš„çš„ä¸»è¦ åŽŸæ–™ï¼Œå±žç¨€æœ‰é‡‘å±žã€‚å…¨ä¸–ç•Œå ªæœ‰ä¸­å›½é’¨çŸ¿èµ„æº ä¸°å¯Œï¼Œçº¦ä¸ºä¸–ç•Œæ€»å‚¨é‡ çš„52ï¼…ï¼Œè¥¿æ–¹å ‘è¾¾å›½å®¶å  25ï¼…ï¼Œç¾Žå›½å ªå  5.9％，其它一百多个国家分割其余的17.1ï¼…é’¨çŸ¿å‚¨é‡ ã€‚æ¯«æ— ç–‘é—®ï¼Œè¿™æ˜¯ä¸­å›½ç ”ç©¶å’Œå ‘å±•çº³ç±³WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«å’Œå ˆé‡‘çš„æœ€æœ‰åˆ©çš„åŸºæœ¬æ ¡ä»¶ã€‚æˆªæ­¢1998å¹´ï¼Œä¸­å›½çš„ç¡¬è´¨å ˆé‡‘å¹´äº§é‡ å·²è¾¾7000å ¨ä»¥ä¸Šï¼Œé’¨é‡‘å±žäº§é‡ å  ä¸–ç•Œæ€»äº§é‡ çš„76ï¼…ï¼Œé’¨å“ å‡ºå £é‡ çº¦å  å›½é™…å¸‚åœºçš„80ï¼…ï¼Œå ‡å±…ä¸–ç•Œé¦–ä½ ã€‚ç„¶è€Œï¼Œä½†é•¿æœŸä»¥æ ¥ï¼Œè¯¾é¢˜ç»„å ªå»‰ä»·å‡ºå £é’¨çŸ¿èµ„æº å’Œé’¨çš„åˆ çº§äº§å“ ï¼Œå ´ä»Žè¥¿æ¬§ã€ æ—¥æœ¬ã€ ç¾Žå›½ç­‰å›½å¤§é‡ è¿›å £ç¡¬è´¨å ˆé‡‘æ·±åŠ å·¥æˆ å“ ã€‚åŠ å…¥WTOå Žï¼Œä¼šæœ‰æ›´å¤šçš„å¤–å›½è·¨å›½å…¬å ¸æ ¥å ŽæŠ•èµ„ï¼Œå¤–èµ„ä¼ ä¸šçš„ç¡¬è´¨å ˆé‡‘äº§å“ å°†è¿›ä¸€æ­¥æŒ¤å  å›½å†…å¸‚åœºï¼Œå…¶å‡ºå £è´¸æ˜“å ³å°†é ¢ä¸´æ›´æ¿€çƒˆçš„ç«žäº‰ã€‚å› æ­¤ï¼Œå¤§è§„æ¨¡å·¥ä¸šåŒ–ç”Ÿäº§é«˜æ€§èƒ½çš„ç¡¬è´¨å ˆé‡‘åŠ¿åœ¨å¿…è¡Œï¼Œå…¶å‰ æ 是必须大规模工业化制备纳米WC-Coå¤ å ˆç²‰ä½“ã€‚æ€»ä¹‹ï¼Œçº³ç±³WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«å…·æœ‰ä¸ å ¯ä¼°é‡ çš„æ½œåœ¨å¸‚åœºã€‚ä¸‰ã€ å ˆä½œæ–¹å¼ ï¼šæ–°äº§å“ å¼€å ‘ï¼›æ 供纳米晶WC-Coå¤ å ˆç²‰æœ«å’Œé«˜æ€§èƒ½è¶…ç»†ç¡¬è´¨å ˆé‡‘ã€‚
语种中文
源URL[http://210.72.142.130/handle/321006/68856]  
专题金属研究所_中国科学院金属研究所
推荐引用方式
GB/T 7714		 中国科学院金属研究所. 纳米碳化钨-钴复合粉末制备技术. . 2004.

入库方式： OAI收割

来源：金属研究所

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