一種鎢銀合金粉末的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎢銀合金粉末的制備方法，屬于金屬材料材料領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]銀在所有的金屬中具有最好的導(dǎo)熱性能和記好的加工性能及較高的抗氧化能力，因此銀是最重要、經(jīng)濟(jì)的貴重金屬接觸材料，在低壓電器用觸頭領(lǐng)域中有著舉足輕重的作用。但銀太軟，抗熔焊和耐電腐蝕性能差，還有發(fā)生極性轉(zhuǎn)移。與此相反，鎢具有高的硬度、高熔點(diǎn)、好的耐磨性和低的電導(dǎo)率。因此鎢和銀的結(jié)合取各自的長(zhǎng)處成為一種具有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能、耐電磨損性能、抗熔焊性能、抗氧化能力等優(yōu)點(diǎn)的鎢銀復(fù)合材料。
[0003]鎢銀復(fù)合材料是一種由鎢、銀等金屬組成的且不形成新相的復(fù)合材料，實(shí)際上它不是合金，而是一種典型的假合金。
[0004]鎢銀復(fù)合材料優(yōu)異的機(jī)械性能和熱、電特性，使它們成為許多新技術(shù)領(lǐng)域具有吸引力的選用材料。但是，鎢銀合金是由鎢、銀元素為主組成的一種兩相結(jié)構(gòu)假合金，是金屬基復(fù)合材料。由于鎢和銀的熔點(diǎn)、密度相差很大，不能熔煉制造。傳統(tǒng)制備方法為混合-壓制燒結(jié)法(缺點(diǎn):燒結(jié)溫度高、燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、等)，熔滲法(缺點(diǎn):熔滲后銀相分布不均勻)，活化液相燒結(jié)法(缺點(diǎn)是高溫制備)；新型制備工藝包括:機(jī)械合金化(缺點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間球磨使雜志鐵的含量增加，并且能耗高)，化學(xué)共沉淀法-氫還原法(缺點(diǎn):工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低且已造成水污染)，溶膠-凝膠法(缺點(diǎn):工藝復(fù)雜，成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn))。
[0005]陽(yáng)離子膜具有一定的選擇透過(guò)性，可使陽(yáng)極中被選擇的陽(yáng)離子透過(guò)離子膜到陰極室中，全氟磺酸陽(yáng)離子交換膜可以讓陽(yáng)極室中的Na+離子透過(guò)離子膜進(jìn)入陰極室，從而消去了 Na+離子雜質(zhì)的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述鎢銀合金制備過(guò)程中存在的反應(yīng)條件苛刻、工藝復(fù)雜、效率低、存在雜質(zhì)等技術(shù)問(wèn)題而提供一種鎢銀合金粉末的制備方法，該制備方法具有反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)溫度低，所得的鎢銀合金粉末純凈、無(wú)雜質(zhì)、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案
一種鎢銀合金粉末的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、以銀片為陽(yáng)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(yáng)極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液，在陽(yáng)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(jìn)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(zhuǎn)移到陰極室；
所述惰性電極為玻碳電極、石墨電極、鈦網(wǎng)或鉑網(wǎng)；
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硝酸鹽或硝酸； 其中可溶性硝酸鹽為硝酸鈉或硝酸銨；
所述酸溶液為濃度為0.ΟΟΙ-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.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(yáng)離子膜為全氟磺酸陽(yáng)離子交換膜，優(yōu)選為美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的Naf1n全氟磺酸212型陽(yáng)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為10-300V ;
(2)、電解完后，將在陽(yáng)極室得到的產(chǎn)物用去離子水邊清洗邊過(guò)濾，以便將Na+及去極化極清洗干凈，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(jìn)行還原l_2h，然后再升溫至600_800°C進(jìn)行還原2-4h，然后自然冷卻至室溫，即得鎢銀合金粉末。
[0008]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種鎢銀合金粉末的制備方法，由于制備過(guò)程中采用的陽(yáng)離子膜具有一定的選擇透過(guò)性，特別是Naf1n系列全氟磺酸陽(yáng)離子交換膜可以讓陽(yáng)極室中的Na+離子透過(guò)離子膜進(jìn)入陰極室，從而消去了 Na+離子雜質(zhì)對(duì)最終產(chǎn)品鎢銀合金粉末的影響，因此本發(fā)明的制備方法具有最終所得的鎢銀合金粉末純度高，無(wú)雜相，分布均勻的特點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種鎢銀合金粉末的制備方法，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)溫度低，得到的鎢銀合金粉末是純凈的，無(wú)雜相的，分布均勻的。
[0010]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種鎢銀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(guò)程無(wú)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鎢銀合金粉末。
[0011]進(jìn)一步，本發(fā)明的一種鎢銀合金粉末的制備方法，由于通過(guò)一步即可短時(shí)間內(nèi)制備出鎢銀合金粉末前驅(qū)體，并且后續(xù)處理簡(jiǎn)單，因此其制備過(guò)程工藝簡(jiǎn)單，容易操作，投資小，合成量大，可直接用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1、實(shí)施例1所得的鎢銀合金粉末的EDS能譜圖；
圖2a、實(shí)施例1所得的鎢銀合金粉末中鎢元素的EDS面掃圖；
圖2b、實(shí)施例1所得的鎢銀合金粉末中銀元素的EDS面掃圖；
圖3、實(shí)施例1所得的鎢銀合金粉末的X射線衍射(XRD)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過(guò)具體實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施例中所用的全氟磺酸陽(yáng)離子交換膜是美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的Naf1n全氟磺酸212型陽(yáng)離子交換膜。
[0015]實(shí)施例1
一種鎢銀合金粉末的制備方法，具體包括如下步驟:
(1)、以銀片為陽(yáng)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(yáng)極液，以90ml酸溶液為陰極液，在陽(yáng)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(zhuǎn)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0.01mol/L，所述去極化劑為硝酸鈉；
所述惰性電極為鈦網(wǎng)；
所述酸溶液為濃度為0.lmol/L的鹽酸水溶液；
所述陽(yáng)離子膜為Naf1n全氟磺酸212型陽(yáng)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(yáng)極室所得的產(chǎn)物用去離子水邊清洗邊過(guò)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，于氫氣氛圍下以2.50C /min的速率先升溫至400°C進(jìn)行還原2h，然后再升溫至700°C進(jìn)行還原4h，然后自然冷卻至室溫后，即得純凈的分布均勻的鎢銀合金粉末。
[0016]采用德國(guó)布魯克ALX公司的4010型X射線探測(cè)儀對(duì)上述所得的鎢銀合金粉末進(jìn)行測(cè)定，其EDS能譜圖如圖1所示，從圖1中可以看出，得到的產(chǎn)物中只有W、Ag 二種元素，由此表明了本發(fā)明制備的鎢銀合金粉末是純凈的，無(wú)雜質(zhì)。其EDS面掃如圖2a、圖2b所示，從圖2a、圖2b中可以看出本發(fā)明所得的鎢銀合金粉末是分布均勻的。
[0017]采用德國(guó)布魯克AXS公司的D8 Advance型X-射線衍射儀對(duì)上述所得的鎢銀合金粉末進(jìn)行測(cè)定，其XRD圖如圖3所示，從圖3中可以看出，得到的產(chǎn)物為鎢銀。
[0018]綜上所述，本發(fā)明的一種鉬鎳合金粉末的制備方法，可得到純凈的、分布均勻的鎢銀合金粉末。
[0019]以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施方式的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鎢銀合金粉末的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟: (1)、以銀片為陽(yáng)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(yáng)極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液，在陽(yáng)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(jìn)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(zhuǎn)移到陰極室； 所述惰性電極為玻碳電極、石墨電極、鈦網(wǎng)或鉑網(wǎng)； 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硝酸鹽或硝酸；其中可溶性硝酸鹽為硝酸鈉或硝酸銨； 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(yáng)離子膜為全氟磺酸陽(yáng)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為10-300V ; (2)、電解完后，將在陽(yáng)極室得到的產(chǎn)物用去離子水邊清洗邊過(guò)濾，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2.5-100C /min的速率先升溫至.350-450°C進(jìn)行還原l_2h，然后再升溫至600-800°C進(jìn)行還原2_4h，然后自然冷卻至室溫，即得鎢銀合金粉末。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鎢銀合金粉末的制備方法，其特征在于步驟(I)中(I)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，所述去極化劑為硝酸鈉； 所述惰性電極為鈦網(wǎng)； 所述酸溶液為濃度為0.lmol/L的鹽酸水溶液； 所述陽(yáng)離子膜為Naf1n全氟磺酸212型陽(yáng)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，于氫氣氛圍下以2.5°C /min的速率先升溫至400°C進(jìn)行還原2h，然后再升溫至700°C進(jìn)行還原4h，然后自然冷卻至室溫后，即得鎢銀合金粉末。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種鎢銀合金粉末的制備方法，以銀片為陽(yáng)極，以惰性電極為陰極，以含有去極化極和鎢酸鈉的水溶液為陽(yáng)極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液；在陽(yáng)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(jìn)行電解含有去極化極和鎢酸鈉的水溶液，直至Na+離子全部轉(zhuǎn)移至陰極室；電解完后將在陽(yáng)極室所得產(chǎn)物用去離子水邊清洗邊過(guò)濾，所得濾餅干燥后，于氫氣氛圍下以2.5-10℃/min速率升溫至350-450℃進(jìn)行還原1-2h，然后再升溫至600-800℃進(jìn)行還原2-4h，然后自然冷卻至室溫得鎢銀合金粉末。該制備方法條件溫和，反應(yīng)溫度低，所得鎢銀合金粉末純凈、無(wú)雜相、顆粒分布均勻。
【IPC分類】C25C5-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104789994
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510163503
【發(fā)明人】張全生, 閔凡奇, 雷天輝, 李細(xì)方, 李碩, 王淼, 黨國(guó)舉, 王昭勍, 李海燕
【申請(qǐng)人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年4月9日