СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие
Научное и промышленное значение вольфрамового порошка
Структура и цели книги
Благодарности и источники данных
Часть 1. Основы науки о вольфрамовом порошке
Глава 1 Физические и химические свойства вольфрама
1.1 Атомная структура и электронные свойства вольфрама
1.2 Кристаллическая структура (ОЦК, ГПУ фазовый переход и дефекты кристалла)
1.3 Термодинамические свойства (температура плавления, коэффициент теплового расширения, давление пара)
1.4 Химическая стабильность (коррозионная стойкость, окислительное поведение и реакционная способность)
Глава 2 Морфология и классификация вольфрамового порошка
2.1 Распределение размеров частиц и морфология (сферическая, чешуйчатая, пористая структура)
2.2 Сверхтонкий вольфрамовый порошок (субмикронный) и нановольфрамовый порошок (<100 нм)
2.3 Высокочистый вольфрамовый порошок (>99,95%) и легированный вольфрамовый порошок (La ₂ O ₃ , K, Y ₂ O ₃ )
2.4 Морфология оксида вольфрама ( WO ₃ , WO ₂.₉ , WO ₂.₇₂ ) и ее характеристики
2.5 Преимущества и недостатки гранулометрического состава вольфрамового порошка
2.6 Промышленное значение гранулометрического состава вольфрамового порошка
Часть 2 Технология приготовления вольфрамового порошка
Глава 3 Традиционные металлургические процессы
3.1 Восстановление водородом ( восстановление APT/WO₃ , оптимизация параметров процесса)
3.2 Карботермическое восстановление (кинетика реакции и контроль содержания углерода)
3.3 Электролиз расплавленных солей (система NaCl- KCl -WO₃ и параметры электролиза)
Глава 4 Современные передовые технологии подготовки
4.1 Технология плазменной сфероидизации (процесс плазмы RF и DC)
4.2 Химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и физическое осаждение из паровой фазы (PVD)
4.3 Механическое легирование (высокоэнергетическое шаровое измельчение и нанокристаллический вольфрамовый порошок)
4.4 Синтез нано-вольфрамового порошка (гидротермальный метод, золь-гель метод, распылительный пиролиз)
Глава 5 Модификация поверхности и технология композитов
5.1 Покрытие поверхности (Влияние Ni, Cu, Ag на спекание и эксплуатационные характеристики)
5.2 Композитные материалы на основе вольфрама (W-Cu, W-Ni-Fe, W- ZrO ₂ )
5.3 Функционализированный вольфрамовый порошок (антибактериальная, проводящая, модификация радиационной защиты)
5.4 Приготовление дисперсии (процесс дисперсии на водной и спиртовой основе и стабильность)
Часть 3. Свойства и характеристики вольфрамового порошка
Глава 6 Физические и механические свойства
6.1 Плотность и пористость (сравнение насыпной плотности и теоретической плотности)
6.2 Твердость и износостойкость (твердость по Виккерсу, испытание на наноиндентирование)
6.3 Высокотемпературные свойства (сопротивление ползучести, термическая усталость и поведение при фазовых превращениях)
Глава 7 Тепловые и электрические свойства
7.1 Теплопроводность и коэффициент теплового расширения (температурная зависимость и тестирование)
7.2 Электропроводность и свойства электронной эмиссии (полевая эмиссия, термоионная эмиссия)
7.3 Электромагнитное экранирование и свойства поглощения (характеристики в диапазоне ГГц)
Глава 8 Химические и оптические свойства
8.1 Кинетика окисления (модель высокотемпературного окисления и стратегия защиты)
8.2 Коррозионная стойкость (механизм деградации в кислотных и щелочных средах)
8.3 Оптические свойства (ширина запрещенной зоны, поглощение света и электрохромные свойства)
Часть 4. Технология исследования и анализа вольфрамового порошка
Глава 9 Анализ микроструктуры и морфологии
9.1 Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)
9.2 Рентгеновская дифракция (XRD) и дифракция обратного рассеяния электронов (EBSD)
9.3 Анализ удельной площади поверхности и пористости (БЭТ, ртутная интрузионная порометрия )
Глава 10 Состав и анализ поверхности
10.1 Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) и оже-электронная спектроскопия (AES)
10.2 Индуктивно связанная плазма (ICP-MS) и энергодисперсионная спектроскопия (EDS)
10.3 Определение химического состояния поверхности и загрязнений (TOF-SIMS)
Глава 11 Технология испытаний эксплуатационных характеристик вольфрамового порошка
11.1 Испытание механических характеристик (растяжение, сжатие, трехточечный изгиб)
11.2 Технология термического анализа (ДСК, ТГА, термодилатометр)
11.3 Электрические и электромагнитные испытания (четырехзондовый метод, векторный сетевой анализатор)
Часть 5. Промышленные и перспективные области применения вольфрамового порошка
Глава 12 Твердый сплав и режущие инструменты
12.1 Синтез и процесс спекания карбида вольфрама (WC)
12.2 Оптимизация производительности твердосплавных инструментов (токарные инструменты, фрезы)
12.3 Сверхтвердые покрытия (CVD-WC, алмазные покрытия)
Глава 13 Электроника и энергетическое применение
13.1 Катодные материалы (термоионные и автоэмиссионные катоды)
13.2 Корпуса полупроводников и радиаторы (W-Cu, W-Ag)
13.3 Накопители энергии (электроды аккумуляторов, суперконденсаторы)
13.4 Электрохромное и тепловое экранирование (умные окна, энергосберегающие покрытия)
Глава 14. Применение в военной и ядерной промышленности
14.1 Бронебойные снаряды и броневые материалы (сплав W-Ni-Fe)
14.2 Материалы первой стенки ядерного синтеза (характеристики, препятствующие распылению)
14.3 Защита от радиации (поглощение γ-лучей и нейтронов)
Глава 15 Аддитивное производство и аэрокосмическая промышленность
15.1 Морфологические характеристики сферического вольфрамового порошка для 3D-печати
15.2 Характеристики, технологический процесс, преимущества и подходящие области применения селективной лазерной плавки (SLM) и электронно-лучевой плавки (EBM)
15.3 Высокотемпературные компоненты аэрокосмической техники (турбинные лопатки, камеры сгорания)
15.4 Проводящая паста и композитные материалы для 3D-печати
15.5 Состояние применения и будущие перспективы сферического вольфрамового порошка и изделий из 3D-сплавов
Глава 16 Другие новые приложения
16.1 Медицинские приборы (коллиматоры для радиотерапии, хирургические инструменты)
16.2 Пигменты и покрытия (противопожарная защита, экранирование, художественные пигменты)
16.3 Газовые датчики и фотокатализ (экологические и химические приложения)
16.4 Спорт, досуг, культура и искусство
Часть 6. Передовые исследования и будущие тенденции
Глава 17 Квантовая и интеллектуальная технология нано-вольфрамового порошка
17.1 Эффект квантового ограничения и одноатомный слой вольфрама
17.2 Применение нано-вольфрамового порошка в квантовых точках и оптоэлектронных устройствах
17.3 Интеллектуальные материалы (память формы, самовосстанавливающийся дизайн)
Глава 18 Устойчивое развитие и круговая экономика
18.1 История и современное состояние переработки отходов вольфрама (гидрометаллургические и пирометаллургические технологии)
18.2 Технология и процесс гидрометаллургической переработки вольфрамовых отходов
18.3 Пирометаллургическая гидрометаллургическая технология и процесс утилизации отходов вольфрама
18.4 Низкоуглеродное производство (снижение выбросов водорода и зеленая химия)
18.5 Оценка жизненного цикла (LCA) и углеродный след
18.6 Исторический обзор и будущее развитие технологии производства вольфрамового порошка
Глава 19 Глобальные тенденции рынка и технологий в отрасли производства вольфрамового порошка
19.1 Состояние спроса и предложения и ценовые тенденции (Китай, Европа, Северная Америка)
19.2 Основные производители и конкурентная среда
19.3 Технологические инновации (автоматизация, интеллектуальное производство)
Глава 20. Перспективы исследований вольфрамового порошка
20.1 Междисциплинарная интеграция и применение вольфрамового порошка (материалы, энергия, квантовая технология)
20.2 Проблемы и решения технологий производства вольфрамового порошка
20.3 Стратегическое значение вольфрамового порошка в устойчивом развитии
20.4 Нетехнические и нерыночные факторы, влияющие на вольфрамовый порошок и их возможные будущие тенденции
Приложение
Приложение Международные стандарты и спецификации (ASTM, ISO, GB/T)
Приложение: Краткая справочная таблица физических свойств вольфрамового порошка (плотность, температура плавления, проводимость и т. д.)
Приложение: Список патентов, связанных с вольфрамовым порошком (глобальный номер патента и реферат)
Приложение: Список оборудования и инструментов для производства вольфрамового порошка
Приложение Ссылки на вольфрамовый порошок (многоязычные версии: китайский, английский, японский, немецкий, русский, корейский)
Приложение Руководство по безопасному обращению с вольфрамовым порошком (MSDS и меры защиты)
Приложение: китайский и английский глоссарий
Предисловие
Вольфрам, переходный металл, известный своей высокой температурой плавления, высокой плотностью и превосходной коррозионной стойкостью, стал незаменимым краеугольным камнем современной промышленности и передовых технологий с момента его открытия в 18 веке. От ранних нитей накаливания до современных твердосплавных режущих инструментов, первого материала стенок устройств ядерного синтеза и наномасштабных оптоэлектронных устройств, широкое применение вольфрама демонстрирует его уникальное положение в области материаловедения. Будучи одной из основных форм вольфрама, вольфрамовый порошок является не только основным сырьем для производства материалов на основе вольфрама, но и ключевым носителем для продвижения технологических инноваций. Особенно в последние годы, с развитием нанотехнологий, высокочистый нано-вольфрамовый порошок быстро расширил границы применения вольфрама благодаря своим превосходным фотокаталитическим, электрохромным и электромагнитным экранирующим свойствам, открывая новые возможности в таких областях, как энергетика, окружающая среда и интеллектуальное производство.
Написание этой книги обусловлено необходимостью всестороннего понимания вольфрамового порошка, многофункционального материала. Под влиянием ускорения глобальной индустриализации и цели устойчивого развития исследования и применение вольфрамового порошка претерпевают глубокие изменения. От микроскопических исследований в лаборатории до крупномасштабного промышленного производства каждая частица вольфрамового порошка несет в себе интеграцию научных принципов и инженерных практик. Однако существующая литература часто фокусируется на конкретной области, лишена систематичности и полноты и не может удовлетворить потребности научных исследователей, инженеров и лиц, принимающих решения в отрасли, в комплексных знаниях. Поэтому с помощью этой книги мы надеемся построить мост, соединяющий фундаментальную науку, технологию производства и практику применения, и предоставить специалистам в области вольфрамового порошка авторитетное, практичное и перспективное справочное руководство.
Цели этой книги многослойны. Во-первых, мы стремимся раскрыть научную природу порошка вольфрама, систематически анализируя его физические, химические и оптические свойства от его атомной структуры и свойств кристаллов до его поверхностных эффектов в наномасштабе, закладывая теоретическую основу для последующего развития технологий. Во-вторых, мы подробно изучили процесс приготовления порошка вольфрама, от традиционного метода восстановления водородом до современных передовых технологий, таких как плазменная сфероидизация и гидротермальный синтез, охватывая весь процесс лабораторного и промышленного масштаба и исследуя последние достижения в области модификации поверхности и композитной технологии. Кроме того, эта книга всесторонне знакомит с методами характеризации и методами тестирования производительности порошка вольфрама, чтобы гарантировать, что читатели смогут точно оценить его качество и функцию. Самое главное, мы глубоко изучили применение порошка вольфрама в традиционных областях, таких как цементированный карбид, электронные устройства, военная ядерная промышленность и аддитивное производство, одновременно с нетерпением ожидая его потенциала в передовых областях, таких как квантовые технологии, интеллектуальные материалы и устойчивое развитие. Мы надеемся, что благодаря анализу мирового рынка и прогнозированию технологических тенденций читатели не только поймут текущее состояние технологий, но и получат представление о будущих направлениях развития.
Книга состоит из шести частей, двадцати глав и восьми приложений, стремящихся быть всеобъемлющими и организованными. Первая часть, «Основы науки о вольфрамовом порошке», фокусируется на основных свойствах вольфрама и его порошковой форме; вторая часть, «Технология приготовления вольфрамового порошка», подробно описывает производственные процессы от традиционных до передовых; третья часть, «Характеристика и характеристика вольфрамового порошка», анализирует его физические, химические и функциональные свойства; четвертая часть, «Технология характеристики и анализа вольфрамового порошка», предоставляет методы микро- и макротестирования; пятая часть, «Промышленные и новые применения вольфрамового порошка», охватывает традиционные и новые сценарии применения; шестая часть, «Пограничные исследования и будущие тенденции», рассматривает будущую роль вольфрамового порошка в науке, технике и обществе. Приложения предоставляют практические ресурсы, такие как стандарты, патенты и списки оборудования , для повышения справочной ценности этой книги.
В процессе написания этой книги мы ссылались на большое количество авторитетных документов, включая последние результаты исследований ведущих журналов, таких как Nature и Acta Materialia , а также на международные стандарты, такие как ASTM, ISO, GB/T, а также на интегрированные данные и патентную информацию основных мировых поставщиков вольфрамового порошка (таких как American Elements и HC Starck). Чтобы обеспечить практичность содержания, мы посетили многие вольфрамовые компании и пригласили экспертов в области материаловедения, металлургического машиностроения и нанотехнологий для участия в обзоре. Особая благодарность China Tungsten Online Tungsten Intelligent Manufacturing Technology Co., Ltd. за поддержку. Их отраслевые знания и техническая информация добавили много красок в эту книгу.
Целевые читатели этой книги включают, но не ограничиваются следующими группами: исследователи в области материаловедения и инженерии, которые стремятся глубоко понять микроскопический механизм вольфрамового порошка; инженеры в твердосплавной, электронной, военной и аэрокосмической промышленности, которые стремятся оптимизировать производственные процессы и решения по применению; преподаватели и студенты факультетов материаловедения в колледжах и университетах, которым нужны систематические учебники и исследовательские ссылки; а также отраслевые аналитики и политики, которых волнует глобальная модель и стратегия устойчивого развития рынка вольфрамового порошка. Независимо от того, являетесь ли вы новичком, впервые столкнувшимся с вольфрамовым порошком, или экспертом, который занимается этим уже много лет, мы считаем, что эта книга может вдохновить вас и помочь.
Мир вольфрамового порошка одновременно и крошечный, и огромный. От наночастицы до огромной системы, поддерживающей индустриальную цивилизацию, он стал свидетелем прогресса человеческих технологий и несет надежду на будущее. Мы надеемся, что эта книга станет не только сборником знаний, но и приглашением исследовать тайны вольфрамового порошка и совместно продвигать его новую главу в науке и промышленности. В этом процессе ваши отзывы и участие имеют решающее значение. Пожалуйста, свяжитесь с нами по контактной информации в приложении к этой книге, чтобы поделиться своими идеями и потребностями.
Пусть эта книга станет вашим хорошим спутником в исследованиях и практике, и пусть потенциал вольфрамового порошка раскроется в ваших руках!
READ MORE: Вольфрамовый порошок Физические, химические свойства, получение и применение
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 chemical products please visit the website: tungsten-powder.com
If you are interested in related products, please contact us:
Email: sales@chinatungsten.com
Tel: +86 592 5129696 / 86 592 5129595
