Produção de Pó de Metal de Tungstênio
O fabrico de pó de metal de tungsténio é um passo crucial na produção de metais e ligas de tungsténio, uma vez que as propriedades do pó afectam significativamente as propriedades nas operações subsequentes, tais como a prensagem, a sinterização e a metalurgia. Entre 70% a 80% do tungstênio mundial é produzido através da metalurgia de pós e, portanto, passa por esta etapa importante. No passado, os avanços na tecnologia de pó têm contribuído muito para o desenvolvimento do tungstênio e suas ligas, bem como o alto padrão de qualidade do produto de hoje. Graus de pó são tailormade para as aplicações subseqüentes, ea indústria de pó está enfrentando um mercado competitivo onde o cumprimento rigoroso de demandas exigentes é uma parte importante do sucesso do negócio.
O pó é caracterizado por propriedades químicas (pureza), físicas (tamanho de grão, distribuição de tamanho, forma, aglomeração, etc.) e propriedades tecnológicas (fluidez, densidade de compactação, etc.) influenciadas pelo processo de produção e Que pode ser controlada - até certo ponto - pelos parâmetros do processo.
Hoje, a produção de pó de metal de tungstênio é realizada quase exclusivamente pela redução de hidrogênio de óxidos de tungstênio de alta pureza. A redução dos óxidos pelo carbono, comum nos primeiros anos de produção do metal, é atualmente usada somente para a produção de carboneto de tungstênio (carburação direta). A redução do hidrogénio dos halogenetos de tungsténio (processo Axel Johnson) não se estabeleceu em larga escala.
Os materiais de partida comuns são trióxido de tungsténio (WO3) e óxido de azul de tungsténio (WO3-X), sendo este último o material mais utilizado. O ácido tungstico (H2WO4) é utilizado apenas para.
Em princípio, o APT pode também ser directamente reduzido sem qualquer passo prévio de calcinação. A desvantagem da redução directa é a formação de amoníaco que tem de ser esfregada, mas uma certa quantidade de amoníaco racha e dilui o hidrogénio por azoto. Conseqüentemente, de vez em quando, parte do hidrogênio circulante contaminado deve ser ventilado, aumentando assim os custos.
A redução é realizada em fornos de empurrar nos quais o pó passa através do forno em barcos ou em fornos rotativos (veja abaixo). São utilizados com menor frequência fornos ou fornos de vigas de madeira com transportadores de banda internos. Os reactores de leito fluidizado ainda não estão em uso comercial, exceto para a produção de precursores em pó nanofase W ou WC / Co. Fornos são fornecidos com várias zonas de temperatura controlada entre 600 e 1100 ℃. Utiliza-se um grande excesso de hidrogénio, que é reciclado para o forno após purificação. O fluxo de hidrogênio é geralmente em uma direção contra-corrente, mais raramente concorrente. O hidrogénio actua não só como um agente redutor mas também elimina a água formada.
A redução de óxidos de tungsténio por hidrogénio em tungsténio metálico é, em certa medida, um processo único. Oferece a possibilidade de produzir pó de tungsténio de qualquer tamanho de grão médio desejado entre 0,1 e 10 μm (e, no caso de óxidos dopados, até mesmo 100 μm), a partir do mesmo precursor de óxido. As partículas de tungstênio individuais formam durante a redução como resultado do transporte de vapor químico do tungstênio (processo de vaporização / deposição), que é responsável pelas características finais do pó.
Alterando os parâmetros de redução, as características do pó, como o tamanho médio dos grãos, a distribuição do tamanho do grão, etc., podem ser reguladas. A temperatura e a humidade (isto é, a pressão parcial do vapor de água predominante durante a redução) são os dois parâmetros principais na direcção do tamanho de grão médio do pó W, estando este último relacionado com um número de óxido e variáveis relacionadas com o processo como indicado na Fig. 5.19 e discutido brevemente abaixo. A razão para a forte influência da umidade sobre o tamanho do grão em pó origina-se na forte dependência da umidade na taxa de nucleação da fase metálica e na alta mobilidade do tungstênio devido à presença de um composto volátil de tungstênio ([WO2 (OH) 2 ]). Quanto menor a umidade, maior a taxa de nucleação (sob condições isotérmicas) e menor o tamanho do grão.
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2.E-catálogo de Pó de Tungstênio