探秘鎢粉----寶雞智慧貴金屬有限公司

鎢粉，從外觀上看，是一種帶有金屬光澤的灰黑色粉末，呈現(xiàn)體心立方結(jié)晶結(jié)構(gòu) 。它在現(xiàn)代工業(yè)中扮演著極為重要的角色，是制備鎢加工材、鎢合金和各類鎢制品的基礎(chǔ)原料，在粉末冶金鎢制品和鎢合金的制作中，鎢粉更是不可或缺的關(guān)鍵材料。

在粉末冶金領(lǐng)域，通過特定的工藝將鎢粉與其他材料混合、壓制和燒結(jié)，能夠制造出各種高性能的鎢制品，如鎢絲、鎢棒、鎢管等。這些制品因其優(yōu)異的耐高溫、強(qiáng)度、高硬度等特性，被廣泛應(yīng)用于電子、航空航天、機(jī)械制造等眾多高領(lǐng)域。以電子領(lǐng)域?yàn)槔u絲是制造電燈泡燈絲、電子管部件的重要材料，其高熔點(diǎn)和良好的導(dǎo)電性保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性能和長使用壽命。

在鎢合金的制作過程中，鎢粉作為主要成分，與其他金屬粉末如鉬、錸、銅等混合，經(jīng)過一系列加工工藝，形成具有特殊性能的鎢合金。比如鎢鉬合金具有良好的高溫強(qiáng)度和導(dǎo)電性，常用于電子器件和高溫結(jié)構(gòu)件；鎢錸合金則在熱電偶、航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件等方面發(fā)揮著重要作用；鎢銅合金結(jié)合了鎢的高硬度和銅的良好導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，被廣泛應(yīng)用于電接觸材料、電子封裝等領(lǐng)域。這些鎢合金憑借其獨(dú)特的性能，滿足了現(xiàn)代工業(yè)對材料高性能、多功能的嚴(yán)格要求，推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。

純度規(guī)格

（一）常見純度標(biāo)準(zhǔn)

在市場上，鎢粉的純度有著多種標(biāo)準(zhǔn)，常見的有 99.9%、99.95% 等 。不同純度的鎢粉，因其所含雜質(zhì)的多少不同，在應(yīng)用場景上也存在明顯差異。

純度為 99.9% 的鎢粉，在一些對純度要求相對沒有那么嚴(yán)苛，但又需要鎢粉基本特性的領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。比如在普通的硬質(zhì)合金制造中，這種純度的鎢粉可以滿足生產(chǎn)需求，制成的硬質(zhì)合金刀具、模具等，能夠用于一般的機(jī)械加工、礦山開采等行業(yè)，這些行業(yè)對產(chǎn)品的性能要求在一定范圍內(nèi)，99.9% 純度的鎢粉所制成的產(chǎn)品可以有效降低成本，同時(shí)保證基本的使用性能 。

而純度達(dá)到 99.95% 的鎢粉，則更多地應(yīng)用于對材料純度要求較高的高領(lǐng)域。在電子工業(yè)中，用于制造電子元器件如芯片中的鎢互連、電子管部件等，高純度可以確保電子器件的性能穩(wěn)定，減少雜質(zhì)對電子傳輸?shù)母蓴_，提高電子設(shè)備的運(yùn)行速度和可靠性。在航空航天領(lǐng)域，制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件、航天器的結(jié)構(gòu)件等，99.95% 純度的鎢粉能夠保證在極端環(huán)境下，部件依然具有良好的耐高溫、強(qiáng)度等性能，保障航空航天設(shè)備的安全運(yùn)行。

（二）純度對性能影響

鎢粉的純度與產(chǎn)品性能之間存在著緊密的聯(lián)系。高純度的鎢粉，雜質(zhì)含量極低，這使得其在物理和化學(xué)性能上表現(xiàn)更為優(yōu)異。高純度鎢粉制成的產(chǎn)品具有更高的密度和硬度，因?yàn)殡s質(zhì)的減少避免了晶格缺陷和應(yīng)力集中點(diǎn)的產(chǎn)生，使得晶體結(jié)構(gòu)更加致密和均勻。在高溫環(huán)境下，高純度鎢粉的產(chǎn)品能夠保持更好的熱穩(wěn)定性和抗氧化性，雜質(zhì)的存在往往會(huì)加速材料在高溫下的氧化反應(yīng)，降低材料的使用壽命。

正是由于這些性能優(yōu)勢，高純度鎢粉非常適合應(yīng)用于高精密領(lǐng)域。在半導(dǎo)體制造中，芯片的制造工藝對材料的純度要求極高，哪怕是微量的雜質(zhì)都可能影響芯片的性能和良品率。高純度鎢粉用于制造芯片中的鎢布線等關(guān)鍵部件，能夠確保電子信號(hào)的快速、準(zhǔn)確傳輸，滿足芯片不斷提高的性能需求。在醫(yī)療器械領(lǐng)域，一些高精度的手術(shù)器械和植入式醫(yī)療設(shè)備，需要使用高純度鎢粉制成的材料，以保證其生物相容性和長期穩(wěn)定性，避免雜質(zhì)對人體產(chǎn)生不良影響。

粒度規(guī)格

（一）粒度表示方法

在描述鎢粉的粒度時(shí)，常用的表示方法有目數(shù)和費(fèi)氏粒度（FSSS）。目數(shù)是指在 1 英寸（25.4mm）長度的篩網(wǎng)上所具有的網(wǎng)孔數(shù)量，例如 200 目篩網(wǎng)，意味著在 1 英寸長度內(nèi)有 200 個(gè)網(wǎng)孔，目數(shù)越大，篩網(wǎng)的孔徑越小，通過篩網(wǎng)的鎢粉顆粒也就越細(xì)。費(fèi)氏粒度則是基于穩(wěn)流式空氣透過法，在空氣流速和壓力不變的條件下，通過測定粉末的比表面積來換算得到的平均粒度值 。其原理是利用空氣通過粉末堆積體時(shí)產(chǎn)生的壓力降，根據(jù)壓力降與粒度的對應(yīng)關(guān)系計(jì)算出粒度值，被測顆粒越大，壓力降越小，在粒度讀數(shù)板上讀出的粒度值越大。

（二）常見粒度范圍及用途

鎢粉的粒度范圍較為廣闊，常見的粒度范圍在 0.1μm - 50μm 之間。不同粒度范圍的鎢粉在實(shí)際應(yīng)用中有著各自的優(yōu)勢和適用領(lǐng)域。粒度在 2 - 10μm 的鎢粉，被廣泛應(yīng)用于硬質(zhì)合金的制造。在硬質(zhì)合金刀具的生產(chǎn)中，這個(gè)粒度范圍的鎢粉與粘結(jié)劑（如鈷等）混合后，經(jīng)過壓制和燒結(jié)等工藝，能夠使制成的刀具具有良好的硬度和耐磨性，滿足各種金屬切削加工的需求。

粗粒度的鎢粉，如粒度大于 10μm 的，由于其顆粒較大，在一些對材料強(qiáng)度和韌性要求較高的領(lǐng)域表現(xiàn)出色。在制造礦山開采工具時(shí)，粗粒度鎢粉制成的硬質(zhì)合金產(chǎn)品能夠承受更大的沖擊力和摩擦力，有效延長工具的使用壽命，提高開采效率 。

細(xì)粒度的鎢粉，尤其是粒度小于 1μm 的超細(xì)鎢粉，因其具有較高的比表面積和反應(yīng)活性，在電子材料、催化劑等領(lǐng)域有著獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。在電子材料中，超細(xì)鎢粉可用于制造電子元器件中的電極、布線等，其高活性有助于提高電子器件的性能；在催化劑領(lǐng)域，超細(xì)鎢粉能夠作為高效催化劑的活性成分，加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。

（三）粒度對產(chǎn)品性能影響

鎢粉的粒度大小對最終產(chǎn)品的性能有著明顯的影響。較小粒度的鎢粉，制成的產(chǎn)品往往具有更高的硬度和強(qiáng)度 。這是因?yàn)榧?xì)顆粒的鎢粉在燒結(jié)過程中，能夠形成更加致密的微觀結(jié)構(gòu)，顆粒之間的結(jié)合更加緊密，減少了內(nèi)部缺陷和孔隙的存在，從而提高了產(chǎn)品的硬度和強(qiáng)度。在制造鎢基合金刀具時(shí)，使用細(xì)粒度鎢粉可以使刀具的切削刃更加鋒利，切削性能更優(yōu)，能夠更好地加工高硬度材料 。

然而，細(xì)粒度鎢粉也可能導(dǎo)致產(chǎn)品韌性下降 。由于細(xì)顆粒之間的結(jié)合力較強(qiáng)，在受到外力沖擊時(shí)，裂紋更容易在顆粒間產(chǎn)生和擴(kuò)展，從而降低了產(chǎn)品的韌性。相比之下，粗粒度鎢粉制成的產(chǎn)品雖然硬度相對較低，但韌性較好 。在一些需要承受沖擊載荷的應(yīng)用中，如沖擊鉆的鉆頭，使用粗粒度鎢粉制成的產(chǎn)品能夠更好地抵抗沖擊，不易發(fā)生斷裂。

粒度還會(huì)影響產(chǎn)品的燒結(jié)性能 。細(xì)粒度鎢粉由于比表面積大，在燒結(jié)過程中反應(yīng)活性高，能夠在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)燒結(jié)致密化。但同時(shí)，細(xì)粒度鎢粉也容易在燒結(jié)過程中發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致燒結(jié)不均勻，影響產(chǎn)品質(zhì)量 。粗粒度鎢粉則需要較高的燒結(jié)溫度和更長的燒結(jié)時(shí)間才能達(dá)到較好的致密化效果。

松裝密度與搖實(shí)密度

（一）概念及測量意義

松裝密度，是指鎢粉在自然堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量 。簡單來說，就是將鎢粉自由地倒入一個(gè)容器中，在不施加任何外力壓實(shí)的情況下，測量此時(shí)單位體積內(nèi)鎢粉的質(zhì)量，它反映了鎢粉在松散狀態(tài)下的堆積特性。搖實(shí)密度則是對裝有鎢粉的容器進(jìn)行一定方式的振動(dòng)，使鎢粉在容器內(nèi)達(dá)到緊密堆積狀態(tài)后，單位體積的質(zhì)量 。這種振動(dòng)過程能夠減少鎢粉顆粒之間的空隙，讓鎢粉堆積得更加緊密，從而得到一個(gè)相對較大的密度值。

松裝密度和搖實(shí)密度在鎢粉的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中有著重要的指導(dǎo)意義 。在粉末裝填環(huán)節(jié)，松裝密度可以幫助確定在一定體積的容器中能夠裝填多少鎢粉，這對于生產(chǎn)中的原料計(jì)量和包裝設(shè)計(jì)至關(guān)重要。在粉末成型階段，搖實(shí)密度能夠反映出鎢粉在經(jīng)過振動(dòng)等外力作用后，可能達(dá)到的緊密程度，這對于預(yù)測成型產(chǎn)品的密度和質(zhì)量，以及選擇合適的成型工藝參數(shù)具有重要參考價(jià)值。如果松裝密度和搖實(shí)密度的測量值不準(zhǔn)確，可能會(huì)導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中原料裝填過多或過少，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率 。

（二）常見數(shù)值范圍及影響因素

一般情況下，常見鎢粉的松裝密度數(shù)值范圍在 2.5 - 5.0 g/cm3 之間，搖實(shí)密度數(shù)值范圍在 4.0 - 6.0 g/cm3 之間。不過，這些數(shù)值并非固定不變，會(huì)受到多種因素的影響。

生產(chǎn)工藝是影響松裝密度和搖實(shí)密度的重要因素之一 。不同的制粉工藝，如氫還原法、碳熱還原法等，會(huì)使鎢粉的顆粒形狀、粒度分布等特性產(chǎn)生差異，進(jìn)而影響其密度。以氫還原法制備的鎢粉為例，通過控制還原溫度、氫氣流量等工藝參數(shù)，可以調(diào)整鎢粉的粒度和顆粒形貌 。如果還原溫度較高，氫氣流量較大，可能會(huì)得到粒度較大、形狀較為規(guī)則的鎢粉顆粒，這種情況下，鎢粉的松裝密度和搖實(shí)密度可能會(huì)相對較大。

粒度分布對密度的影響也較為明顯 。當(dāng)鎢粉中細(xì)顆粒含量較多時(shí)，顆粒之間的空隙相對較小，松裝密度可能會(huì)增加；但同時(shí)，細(xì)顆粒之間的團(tuán)聚現(xiàn)象也可能更加嚴(yán)重，導(dǎo)致?lián)u實(shí)密度降低。相反，粗顆粒含量較多的鎢粉，松裝密度可能較小，但在振動(dòng)過程中，粗顆粒之間更容易形成緊密的堆積結(jié)構(gòu)，搖實(shí)密度可能會(huì)增大 。

顆粒形狀同樣會(huì)影響松裝密度和搖實(shí)密度 。球形顆粒的鎢粉，由于其在堆積時(shí)能夠更加緊密地排列，減少顆粒間的空隙，所以松裝密度和搖實(shí)密度通常比不規(guī)則形狀顆粒的鎢粉要大。不規(guī)則形狀的顆粒之間存在更多的機(jī)械嚙合點(diǎn)，使得它們在堆積時(shí)難以達(dá)到高度緊密的狀態(tài) 。

氧含量及其他雜質(zhì)含量

（一）氧含量標(biāo)準(zhǔn)及控制

在鎢粉的質(zhì)量指標(biāo)中，氧含量是一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù) 。氧含量過高會(huì)對鎢粉及其制成品的性能產(chǎn)生諸多不利影響 。過多的氧會(huì)使鎢粉在燒結(jié)過程中與碳化物發(fā)生反應(yīng)，吸收碳化物中的碳，從而導(dǎo)致硬質(zhì)合金脫碳。當(dāng)脫碳嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn) η 相，這種相的出現(xiàn)會(huì)使合金變脆，極大地降低合金的強(qiáng)度和韌性，使其在使用過程中容易發(fā)生斷裂，無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

在行業(yè)內(nèi)，對于氧含量有著嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn) 。一般來說，普通用途的鎢粉，氧含量通常要求控制在 0.5% 以下 ；而對于一些高應(yīng)用領(lǐng)域，如電子、航空航天等對材料性能要求極高的行業(yè)，氧含量的控制標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，往往要求低于 0.1% 。為了實(shí)現(xiàn)對氧含量的有效控制，生產(chǎn)過程中會(huì)采取一系列措施 。在原料選擇上，優(yōu)先選用純度高、氧含量低的氧化鎢作為制備鎢粉的原料。在氫還原制備鎢粉的過程中，精確控制還原溫度和氫氣流量 。適當(dāng)提高還原溫度可以加速氧化鎢的還原，減少氧殘留；同時(shí)，確保氫氣的高純度和穩(wěn)定流量，能夠高效帶走還原產(chǎn)生的水蒸氣，防止二次氧化。還會(huì)采用先進(jìn)的檢測設(shè)備，如高精度的氧氮分析儀，對生產(chǎn)過程中的氧含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)氧含量超標(biāo)，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝參數(shù) 。

（二）其他雜質(zhì)元素影響

除了氧含量外，鎢粉中還可能存在其他雜質(zhì)元素，如鐵（Fe）、硅（Si）、鋁（Al）等，這些雜質(zhì)元素即使含量較低，也會(huì)對鎢粉的性能產(chǎn)生不良影響。

鐵元素的存在會(huì)降低鎢粉的熔點(diǎn)，使鎢制品在高溫環(huán)境下的熱穩(wěn)定性變差 。在高溫應(yīng)用場景中，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件，鐵雜質(zhì)可能導(dǎo)致部件在高溫下過早軟化變形，影響設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。鐵還可能影響鎢粉的磁性，對于一些對磁性有嚴(yán)格要求的電子元器件制造，鐵雜質(zhì)會(huì)干擾電子信號(hào)的傳輸，降低產(chǎn)品的性能 。

硅元素會(huì)增加鎢粉的脆性，使制成的鎢制品在受到外力沖擊時(shí)更容易發(fā)生破裂 。在機(jī)械加工領(lǐng)域，使用含有較多硅雜質(zhì)的鎢粉制成的刀具，在切削過程中容易出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象，降低刀具的切削性能和使用壽命。硅還會(huì)影響鎢粉的燒結(jié)性能，導(dǎo)致燒結(jié)后的制品內(nèi)部存在較多孔隙，降制品的密度和強(qiáng)度 。

鋁元素會(huì)影響鎢粉的抗氧化性能，加速鎢制品在空氣中的氧化過程 。在一些需要長期暴露在空氣中的應(yīng)用中，如戶外電子設(shè)備的零部件，鋁雜質(zhì)會(huì)使鎢制品表面更快地形成氧化層，不僅影響外觀，還會(huì)降低其耐腐蝕性能和電學(xué)性能。鋁雜質(zhì)還可能在鎢粉中形成硬質(zhì)點(diǎn)，影響制品的加工精度和表面質(zhì)量 。

鎢粉的常用規(guī)格參數(shù)，包括純度、粒度、松裝密度與搖實(shí)密度、氧含量及其他雜質(zhì)含量等，每一項(xiàng)都對其性能和應(yīng)用有著至關(guān)重要的影響 。在實(shí)際應(yīng)用中，只有深入了解這些規(guī)格參數(shù)，才能根據(jù)具體需求，準(zhǔn)確地選擇合適的鎢粉，確保產(chǎn)品質(zhì)量和性能的可靠性。無論是在粉末冶金、電子工業(yè)、航空航天，還是在其他眾多依賴鎢粉材料的領(lǐng)域，對規(guī)格參數(shù)的精確把控，都是實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在。因此，關(guān)注鎢粉的規(guī)格參數(shù)，是每一位從事相關(guān)行業(yè)人員的必備技能 。