超细球形钨粉的制备技术研究进展

高熔点高硬度的金属钨是一种重要的战略物资，广泛应用于碳化钨刀具、电灯丝、工具钢添加剂、火箭、宇宙飞行器、核反应堆

等领域。随着科学技术的发展，对原料钨粉也不断提出新的特殊要求，例如高质量硬质合金要求超细钨粉；电子材料和过滤材料要求

球形钨粉。

由于细颗粒硬质合金能使合金的硬度和强度明显提高，近20多年来，生产硬质合金用钨粉的粒径愈来愈向小的方向变化。同时，

由于钨粉的形貌也会对钨材性能产生很大的影响，致密规则的球形钨粉，不仅流动性好，而且堆积密度大，烧结收缩小，能够获得理

想微结构的钨材料，从而使得人们对钨粉形貌控制的研究兴趣正呈增长态势，球形钨粉的制备已成为钨粉研究的一个重要方向。

1.卤化钨氢还原法

一般用氢还原氧化钨生产球形钨粉的工艺需要耗费大量的氢，生产成本较高。因此，国内外对卤化钨氢还原法制取球形钨粉给予

了很大的重视。目前已有较多研究。卤化钨一般用WCl6，也有用WF6，赵秦生等以钨和钨废料为原料直接氯化成六氯化钨，经氢还

原制取了纯度＞99.9%、粒度0.02～0.1μm的超细球形钨粉。

卤化法制取钨粉的主要特点是纯度高、颗粒细、颗粒尺寸均匀、颗粒呈球状、热稳定性高。但由于采用卤化钨氢还原制备钨粉，

在反应时涉及强烈腐蚀性的卤化氢气体，劳动条件恶劣，不仅会对环境造成污染，而且腐蚀生产设备，因此目前较少采用此方法。

2.钨酸盐氢还原法

自还原性钨酸盐(ART)的分子结构中含有诸如N2H5+、NH2CH2CH2NH3+、CH3NH3+等胺基，热分解时生成大量还原性气

体，放出大量热，其结果导致胺类钨酸盐兼有自还原型和自粉碎性，可以得到粒度细且粒度分布窄的还原分解产物。唐新和等利用

氢气还原自还原性钨酸盐（ART）热分解得到的蓝色氧化钨制得了团聚粒度<0.5μm、单颗粒约为20nm的球形钨粉。>

该法在钨粉粒度细化上有显著的作用，并且能得到球形钨粉，但存在着生产成本较高、工序较多、金属实收率较低和废液需要

处理等问题，限制了该法在工业上的应用。

3.钨粉二次氧化再还原法

国内彭志辉和李汉广采用钨粉二次氧化再还原技术,通过严格控制多角形钨粉的重氧化温度、氧化时间等参数，使多角形钨粉颗

粒中活性较大的棱角部分和粗糙部位(突出部分)优先部分氧化后用氢气再还原，从而使钨粉颗粒表面更圆滑，成为球形或准球形的颗

粒。再通过流态化-动态悬浮沉降干式分级法，将其分级成满足钡钨阴极材料特性的球形或准球形钨粉。

该工艺可以得到球形或准球形钨粉，且成本较低，其缺点是球化不充分，球化率低。

4.等离子体法

由于等离子体具有高温、高焓、高的化学反应活性、反应气氛及反应温度可控等特点，非常适合制备纯度高、粒度小且粒度分

布均匀的球形粉末。近年来有关这方面的研究不断见有新的报道。如日本Hosei  University的MORIYSOHI等进行了由高频等离子

和直流等离子组成的混合等离子生产超细球形钨粉的研究,生产出平均粒径为10nm的球形钨粉。国内古忠涛等开展了等离子体球化

钨粉的研究，通过控制工艺条件可以使球化率几乎达到100%。

等离子体球化钨粉的优势在于能量高度集中、温度梯度大、可以通过控制工艺参数精确控制能量输入、热能利用率高达75%。

经过等离子球化后，改善了钨粉的流动性，提高了钨粉的松装密度和振实密度。