Глава 1: Определение дисульфида вольфрама
Дисульфид вольфрама (WS₂) является важным дихалькогенидом переходного металла (TMD), известным своим уникальным химическим составом, кристаллической структурой и многофункциональностью, что делает его ключевым игроком в промышленном производстве и научных исследованиях. Будучи слоистым соединением, WS₂ демонстрирует исключительные эксплуатационные характеристики в таких областях, как смазочные материалы, электронные устройства и катализаторы, а его свойства обусловлены химической связью между вольфрамом и серой, его естественным возникновением и его исторической эволюцией. В этом разделе будет всесторонне рассмотрено его определение с трех точек зрения — химический состав, природная форма и исторический фон, — раскрывая его суть и важность в современных технологиях.
1.1 Основное определение дисульфида вольфрама
Дисульфид вольфрама (WS₂) — это соединение, состоящее из металлического вольфрама (W) и серы (S) в соотношении 1:2 с молекулярной формулой WS₂. Являясь квинтэссенцией двумерного материала, его слоистая структура наделяет его низким коэффициентом трения, высокой термической стабильностью и настраиваемыми электронными свойствами, что делает его очень ценным во многих областях. В этом подразделе мы углубимся в его химический состав, природное происхождение, происхождение его названия и исторический контекст, заложив основу для последующих обсуждений его свойств.
1.1.1 Химический состав и молекулярная формула
Дисульфид вольфрама (WS₂) представляет собой бинарное соединение, образованное одним атомом вольфрама, химически связанным с двумя атомами серы. Этот простой, но стабильный состав ставит его в семейство дихалькогенидов переходных металлов наряду с дисульфидом молибдена (MoS₂), но его высокая атомная масса вольфрама и характерная электронная структура выделяют его с точки зрения физических и химических свойств.
СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1: Определение дисульфида вольфрама
1.1 Основное определение дисульфида вольфрама
1.1.1 Химический состав и молекулярная формула
1.1.1.1 Характеристики химической связи вольфрама и серы
1.1.1.2 Молярная масса
1.1.2 Формы в природе
1.1.2.1 Минералогические свойства вольфстенита
1.1.2.2 Геологическое распределение
1.1.3 Происхождение названия и историческая справка
1.1.3.1 Первоначальное обнаружение и присвоение имен
1.1.3.2 Начало промышленного применения
1.2 Кристаллическая структура дисульфида вольфрама
1.2.1 Гексагональная слоистая структура
1.2.1.1 Многослойная структура
1.2.1.2 Параметры решетки
1.2.1.3 Различия между однослойными и многослойными конструкциями
1.2.2 Атомное расположение и характеристики связи
1.2.2.1 Внутрислойные ковалентные связи
1.2.2.2 Промежуточные силы Ван-дер-Ваальса
1.2.2.3 Анализ длины и угла соединения
1.2.3 Полиморфизм дисульфида вольфрама
1.2.3.1 Фаза 1T
1.2.3.2 Фаза 2H
1.2.3.3 Фаза 3R
1.2.3.4 Фаза 1T
1.2.4 Наноразмерные структурные характеристики дисульфида вольфрама
1.2.4.1 Поверхностные эффекты и активность краев
1.2.4.2 Эффекты квантового удержания в однослойных WS₂
1.2.4.3 Анизотропия и свойства межслойной эксфолиации
Глава 2: Свойства дисульфида вольфрама
2.1 Физические свойства дисульфида вольфрама
2.1.1 Внешний вид и цвет
2.1.1.1 Серый металлический блеск в виде порошка
2.1.1.2 Вариации прозрачности в тонкой пленочной форме
2.1.2 Плотность и удельный вес
2.1.2.1 Насыпная плотность
2.1.2.2 Вариации плотности в наноструктурах
2.1.3 Термическая стабильность
2.1.3.1 Температура плавления
2.1.3.2 Температура разложения
2.1.3.3 Коэффициент теплового расширения
2.1.4 Коэффициент трения и смазывающие характеристики
2.1.4.1 Низкий коэффициент трения
2.1.4.2 Устойчивость к трению при температуре и давлении
2.1.4.3 Влияние скорости скольжения на трение
2.1.5 Твердость и механическая прочность
2.1.5.1 Твердость по шкале Мооса
2.1.5.2 Прочность на сжатие
2.1.5.3 Прочность на сдвиг и износостойкость
2.2 Химические свойства дисульфида вольфрама
2.2.1 Растворимость
2.2.1.1 Нерастворим в воде, спирте и разбавленных кислотах
2.2.1.2 Растворим в царской водке и расплавленной щелочи
2.2.1.3 Анализ условий испытания на растворимость
2.2.2 Окислительно-восстановительное поведение
2.2.2.1 Механизм реакции высокотемпературного окисления до WO₃
2.2.2.2 Устойчивость в восстановительных условиях
2.2.2.3 Температура начала окисления и воздействие на окружающую среду
2.2.3 Коррозионная стойкость и химическая инертность
2.2.3.1 Эксплуатационные характеристики в кислых средах
2.2.3.2 Стабильность в щелочных средах
2.2.3.3 Применение в области химической коррозионной стойкости
2.2.4 Химические реакции при высоких температурах
2.2.4.1 Кинетика реакции с кислородом
2.2.4.2 Взаимодействие с сульфидами
2.2.4.3 Анализ продуктов высокотемпературного разложения
2.3 Электрические и оптические свойства дисульфида вольфрама
2.3.1 Проводимость и свойства полупроводников
2.3.1.1 Непрямая запрещенная зона сыпучих материалов
2.3.1.2 Прямая запрещенная зона одного слоя
2.3.1.3 Мобильность носителя и допинговые эффекты
2.3.2 Характеристики запрещенной зоны
2.3.2.1 Переход между однослойной и многослойной запрещенной зонами
2.3.2.2 Влияние температуры на запрещенную зону
2.3.2.3 Потенциал применения запрещенной инженерии
2.3.3 Свойства оптического поглощения и отражения
2.3.3.1 Коэффициенты поглощения в видимом и инфракрасном свете
2.3.3.2 Отражательная способность и показатель преломления
2.3.3.3 Свойства фотолюминесценции
Глава 3: Классификация дисульфида вольфрама
3.1 Классификация по морфологии
3.1.1 Порошкообразный дисульфид вольфрама
3.1.1.1 Порошок микронного размера
3.1.1.2 Ультрадисперсный порошок
3.1.2 Нанолисты дисульфида вольфрама
3.1.2.1 Однослойные нанолисты
3.1.2.2 Многослойные нанолисты
3.1.3 Покрытия из дисульфида вольфрама
3.1.3.1 Сухие пленочные смазывающие покрытия
3.1.3.2 Композитные покрытия
3.1.4 Объемный дисульфид вольфрама
3.1.4.1 Природный вольфстенит
3.1.4.2 Синтетические кристаллы
3.1.5 Нанопроволоки на основе дисульфида вольфрама
3.1.5.1 Одномерные структурные характеристики
3.1.5.2 Методы синтеза
3.1.6 Квантовые точки на основе дисульфида вольфрама
3.1.6.1 Нульмерные структурные характеристики
3.1.6.2 Оптические и электрические преимущества
3.2 Классификация по кристаллической структуре
3.2.1 Фаза 1T
3.2.1.1 Структурные характеристики
3.2.1.2 Устойчивость и переходные условия
3.2.2 Фаза 2 ч
3.2.2.1 Структурные характеристики
3.2.2.2 Доля в промышленном применении
3.2.3 Фаза 3R
3.2.3.1 Структурные характеристики
3.2.3.2 Редкость и исследовательская ценность
3.2.4 Фаза 1Т
3.2.4.1 Искаженные структурные характеристики
3.2.4.2 Топологические свойства
3.3 Классификация по чистоте и применению
3.3.1 Дисульфид вольфрама промышленного качества
3.3.1.1 Диапазон чистоты
3.3.1.2 Общие области применения
3.3.2 Дисульфид вольфрама высокой чистоты
3.3.1.1 Чистота
3.3.1.2 Применение в электронике и катализе
3.3.3 Дисульфид вольфрама для композиционных материалов
3.3.3.1 Смазывание композитных материалов
3.3.3.2 Армирующие материалы
3.3.4 Дисульфид вольфрама лабораторного качества
3.3.4.1 Наномасштаб высокой чистоты
3.3.4.2 Индивидуальные требования
3.4 Классификация по размеру частиц
3.4.1 Дисульфид вольфрама микронного размера
3.4.1.1 Диапазон размеров
3.4.1.2 Сценарии применения
3.4.2 Наноразмерный дисульфид вольфрама
3.4.2.1 Размерный ряд
3.4.2.2 Преимущества наноэффектов
3.4.3 Ультрадисперсный дисульфид вольфрама
3.4.3.1 Размер
3.4.3.2 Специализированные приложения
3.4.4 Субмикронный дисульфид вольфрама
3.4.4.1 Диапазон размеров
3.4.4.2 Переходные характеристики
3.4.5 Субнаноразмерный дисульфид вольфрама
3.4.5.1 Диапазон размеров
3.4.5.2 Квантовые эффекты
Глава 4: Процессы получения дисульфида вольфрама
4.1 Традиционные методы производства
4.1.1 Метод разложения кальцинации
4.1.1.1 Выбор сырья
4.1.1.2 Реакция сульфидирования
4.1.1.3 Высокотемпературный кальцинирование
4.1.1.4 Обработка побочных продуктов
4.1.1.5 Преимущества
4.1.1.6 Недостатки
4.1.1.7 Сценарии применения
4.1.2 Метод сублимации трисульфида вольфрама
4.1.2.1 Подготовка WS₃
4.1.2.2 Условия сублимации
4.1.2.3 Удаление избытка серы
4.1.2.4 Преимущества
4.1.2.5 Недостатки
4.1.2.6 Сценарии применения
4.2 Современные методы синтеза
4.2.1 Метод химического осаждения из газовой фазы
4.2.1.1 Выбор прекурсора
4.2.1.2 Условия осаждения
4.2.1.3 Контроль толщины пленки
4.2.1.4 Преимущества
4.2.1.5 Недостатки
4.2.1.6 Сценарии применения
4.2.2 Гидротермальный/сольвотермический метод
4.2.2.1 Сырье
4.2.2.2 Условия реакции
4.2.2.3 Контроль морфологии
4.2.2.4 Преимущества
4.2.2.5 Недостатки
4.2.2.6 Сценарии применения
4.2.3 Метод механического отшелушивания
4.2.3.1 Сырье для отшелушивания
4.2.3.2 Процесс
4.2.3.3 Выход и чистота
4.2.3.4 Преимущества
4.2.3.5 Недостатки
4.2.3.6 Сценарии применения
4.3 Оптимизация технологии производства дисульфида вольфрама
4.3.1 Методы повышения чистоты
4.3.1.1 Удаление примесей
4.3.1.2 Процессы после обработки
4.3.2 Контроль размера частиц
4.3.2.1 Измельчение и просеивание
4.3.2.2 Методы нанонизации
4.3.3 Меры по охране окружающей среды
4.3.3.1 Контроль выбросов сульфидов
4.3.3.2 Очистка сточных вод
4.4 Стоимость и эффективность производства
4.4.1 Анализ стоимости сырья
4.4.1.1 Цены на источники вольфрама
4.4.1.2 Затраты на источники серы
4.4.2 Энергопотребление и требования к оборудованию
4.4.2.1 Высокотемпературное оборудование
4.4.2.2 Оптимизация энергопотребления
4.4.3 Экономика крупносерийного производства
4.4.3.1 Преимущества серийного производства
4.4.3.2 Стратегии снижения затрат
Глава 5: Применение дисульфида вольфрама
5.1 Применение в области смазывания
5.1.1 Твердые смазочные материалы
5.1.1.1 Высокотемпературные среды
5.1.1.1.1 Промышленное высокотемпературное оборудование
5.1.1.1.2 Компоненты двигателя
5.1.1.2 Вакуумные среды
5.1.1.2.1 Компоненты скольжения космических аппаратов
5.1.1.2.2 Вакуумные насосы
5.1.1.3 Условия высокого давления
5.1.1.3.1 Тяжелое машиностроение
5.1.1.3.2 Гидравлические системы
5.1.2 Нанесение покрытий
5.1.2.1 Механические компоненты
5.1.2.1.1 Подшипники
5.1.2.1.2 Шестерни
5.1.2.2 Инструменты и штампы
5.1.2.2.1 Штампы для штамповки
5.1.2.2.2 Режущие инструменты
5.1.2.3 Процессы распыления
5.1.2.3.1 Напыление сухой пленки
5.1.2.3.2 Плазменное напыление
5.1.3 Композитные смазочные материалы
5.1.3.1 Смазочные материалы, смешанные с консистентными консистентными маслами
5.1.3.1.1 Автомобильная смазка
5.1.3.1.2 Техническая смазка
5.1.3.2 Самосмазывающиеся полимеры
5.1.3.2.1 Конструкционные пластмассы
5.1.3.2.2 Пломбы
5.2 Применение в катализе
5.2.1 Нефтехимические катализаторы
5.2.1.1 Гидрообесочистка
5.2.1.1.1 Десульфурация дизельного топлива
5.2.1.1.2 Очистка бензина
5.2.1.2 Гидродезазотирование
5.2.1.2.1 Переработка мазута
5.2.1.2.2 Крекинг тяжелого масла
5.2.1.3 Реакции риформинга
5.2.1.3.1 Производство ароматических веществ
5.2.1.3.2 Повышение октанового числа
5.2.2 Фотокатализ и электрокатализ
5.2.2.1 Разложение органических загрязнителей
5.2.2.1.1 Очистка сточных вод
5.2.2.1.2 Очистка воздуха
5.2.2.2 Реакция выделения водорода
5.2.2.2.1 Электролиз воды для получения водорода
5.2.2.2.2 Производство водородного топлива
5.2.2.3 Реакция выделения кислорода
5.2.2.3.1 Электролиз воды с образованием кислорода
5.2.2.3.2 Катализ окисления воды
5.2.3 Неподдерживаемые характеристики катализатора
5.2.3.1 Высокая активная поверхность
5.2.3.1.1 Наноразмерные активные центры
5.2.3.1.2 Повышенная каталитическая эффективность
5.2.3.2 Конструкция с длительным сроком службы
5.2.3.2.1 Устойчивость к высоким температурам
5.2.3.2.2 Устойчивость к отравлениям
5.3 Применение в электронике
5.3.1 Полупроводниковые приборы
5.3.1.1 Полевые транзисторы
5.3.1.1.1 Высокопроизводительные чипы
5.3.1.1.2 Маломощные устройства
5.3.1.2 Фотоприемники
5.3.1.2.1 Инфракрасные датчики
5.3.1.2.2 Обнаружение видимого света
5.3.1.3 Гибкая электроника
5.3.1.3.1 Носимые устройства
5.3.1.3.2 Гибкие дисплеи
5.4 Применение в энергетике
5.4.1 Материалы для хранения энергии
5.4.1.1 Аноды литий-ионных аккумуляторов
5.4.1.1.1 Аккумуляторные батареи большой емкости
5.4.1.1.2 Технология быстрой зарядки
5.4.1.2 Натрий-ионные аккумуляторы
5.4.1.2.1 Недорогое хранение энергии
5.4.1.2.2 Крупномасштабные приложения
5.4.1.3 Суперконденсаторы
5.4.1.3.1 Высокая плотность мощности
5.4.1.3.2 Быстрая зарядка-разрядка
5.4.2 Преобразование энергии
5.4.2.1 Сенсибилизаторы солнечных батарей
5.4.2.1.1 Сенсибилизированные красителем солнечные элементы
5.4.2.1.2 Повышенная эффективность фотоэлектрического преобразования
5.4.2.2 Электроды топливных элементов
5.4.2.2.1 Водородные топливные элементы
5.4.2.2.2 Реакция восстановления кислорода
5.4.2.3 Термоэлектрические материалы
5.4.2.3.1 Производство отработанного тепла
5.4.2.3.2 Выработка термоэлектрической энергии
5.5 Применение в других областях
5.5.1 Аэрокосмическая промышленность
5.5.1.1 Смазочные материалы, сертифицированные NASA
5.5.1.1.1 Важнейшие компоненты космического аппарата
5.5.1.1.2 Оборудование космической станции
5.5.1.2 Износостойкие компоненты военного назначения
5.5.1.2.1 Вооружение
5.5.1.2.2 Бронированные транспортные средства
5.5.1.3 Механизмы спутников
5.5.1.3.1 Приводы солнечных панелей
5.5.1.3.2 Позиционирование антенны
5.5.2 Нанотехнологии
5.5.2.1 Химические датчики
5.5.2.1.1 Обнаружение газов
5.5.2.1.2 Мониторинг окружающей среды
5.5.2.2 Зонды биовизуализации
5.5.2.2.1 Флуоресцентное мечение
5.5.2.2.2 Клеточная визуализация
5.5.2.3 Перевозчики по доставке лекарств
5.5.2.3.1 Адресная доставка лекарственных средств
5.5.2.3.2 Проектирование наномедицины
5.5.3 Исследование сверхпроводимости и топологических материалов
5.5.3.1 Температура сверхпроводящего перехода
5.5.3.1.1 Испытание на сверхпроводимость при низких температурах
5.5.3.1.2 Потенциал высокотемпературной сверхпроводимости
5.5.3.2 Потенциал топологического изолятора
5.5.3.2.1 Квантовые вычисления
5.5.3.2.2 Спинтроника
Глава 6: Перспективы применения дисульфида вольфрама
6.1 Обзор спроса на мировом рынке
6.1.1 Доля рынка смазочных материалов
6.1.1.1Потребность в промышленных смазочных материалах
6.1.1.2 Рост автомобильной промышленности
6.1.2 Рост сектора электроники
6.1.2.1 Рынок полупроводников
6.1.2.2 Новые электронные продукты
6.2 Перспективы для новых областей применения
6.2.1 Зеленая энергия
6.2.1.1 Оборудование для возобновляемых источников энергии
6.2.1.2 Цели углеродной нейтральности
6.2.2 Умные материалы
6.2.2.1 Адаптивные материалы
6.2.2.2 Умное производство
Глава 7: Воздействие на окружающую среду производства и применения дисульфида вольфрама
7.1 Воздействие производственных процессов на окружающую среду
7.1.1 Выбросы отходящих газов
7.1.2 Загрязнение сточных вод
7.1.3 Твердые отходы
7.1.4 Потребление энергии и углеродный след
7.1.5 Потенциальные риски для окружающей среды и здоровья
7.2 Воздействие процессов нанесения на окружающую среду
7.2.1 Выбросы отходов
7.2.2 Дисперсия твердых частиц
7.2.3 Управление жизненным циклом
7.2.4 Потенциальные риски для окружающей среды и здоровья человека
7.2.5 Анализ вариаций сценариев применения
7.3 Меры и стратегии в области охраны окружающей среды
7.3.1 Очистка отходящих газов
7.3.2 Очистка сточных вод
7.3.3 Рекуперация твердых отходов
7.3.4 Борьба с твердыми частицами
7.3.5 Оптимизация «зеленых» процессов
7.3.6 Поддержка политики и регулирования
Глава 8: Поставщики дисульфида вольфрама
8.1 Средневольфрамовая мудрость
Читать полностью：Что такое дисульфид вольфрама
Customized R&D and Production of Tungsten, Molybdenum Products
Chinatungsten Online and CTIA GROUP LTD have been working in the tungsten industry for nearly 30 years, specializing in flexible customization of tungsten and molybdenum products worldwide, which are tungsten and molybdenum design, R&D, production, and overall solution integrators with high visibility and credibility worldwide.
Chinatungsten Online and CTIA GROUP LTD provide products mainly including: tungsten oxide products, such as tungstates such as APT/WO3; tungsten powder and tungsten carbide powder; tungsten metal products such as tungsten wire, tungsten ball, tungsten bar, tungsten electrode, etc.; high-density alloy products, such as dart rods, fishing sinkers, automotive tungsten crankshaft counterweights, mobile phones, clocks and watches, tungsten alloy shielding materials for radioactive medical equipment, etc.; tungsten silver and tungsten copper products for electronic appliances. Cemented carbide products include cutting tools such as cutting, grinding, milling, drilling, planing, wear-resistant parts, nozzles, spheres, anti-skid spikes, molds, structural parts, seals, bearings, high-pressure and high-temperature resistant cavities, top hammers, and other standard and customized high-hardness, high-strength, strong acid and alkali resistant high-performance products. Molybdenum products include molybdenum oxide, molybdenum powder, molybdenum and alloy sintering materials, molybdenum crucibles, molybdenum boats, TZM, TZC, molybdenum wires, molybdenum heating belts, molybdenum spouts, molybdenum copper, molybdenum tungsten alloys, molybdenum sputtering targets, sapphire single crystal furnace components, etc.
For more information about tungsten wires please visit the website: http://tungsten-disulfide.com/
If you are interested in related products, please contact us:
Email: sales@chinatungsten.com|
Tel: +86 592 5129696 / 86 592 5129595
