纳米W粉阶段碳化制备纳米WC粉的工艺及机制研究

作     者：叶楠 唐建成 魏晓枭 张静 Ye Nan Tang Jiancheng Wei Xiaoxiao Zhang Jing

作者机构：南昌大学材料科学与工程学院江西南昌330031 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2017年第41卷第7期

页      面：775-782页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51364036 51471083)资助 

主　　题：纳米碳化钨 预碳化 碳化温度 烧结合并 

摘      要：以平均粒径40 nm的W粉为原料,采用预碳化+二段碳化的阶段碳化工艺制备出平均粒径为82 nm的近球形WC粉。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、BET比表面积分析仪等测试方法,分别对碳化产物的物相组成、形貌和粒径大小进行表征。研究了不同预碳化温度和二段碳化温度对WC粉粒径和形貌的影响,并对阶段碳化的机制进行了讨论。结果表明,在800~1000℃范围内,WC粉的平均粒径随预碳化温度升高呈先减小后增大的变化趋势,在900℃达到最小值。WC粉的平均粒径随二段碳化温度升高而增大,当二段碳化温度高于1250℃时,WC粉的平均粒径显著增大。碳化过程中WC颗粒的长大主要是由碳化初期纳米W颗粒的烧结合并引起的。低温预碳化能够在W粉颗粒表面形成一定厚度的WC层,阻碍W粉颗粒发生烧结合并,从而有效抑制WC粉的长大。阶段碳化制备纳米WC粉的最佳工艺为:预碳化温度900℃,二段碳化温度1150~1200℃。