一種鉬鎳合金粉末的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鉬鎳合金粉末的制備方法，屬于金屬材料材料領域。
技術背景
[0002]中間合金作為一種冶金行業重要的添加劑，其作用在于熔煉含熔點差異很大的合金時，預制備用的中間合金要比純元素的熔點低，保證添加元素相溶。一般采用的T1-32Mo中間合金需用真空自耗爐制備，由于自耗爐溫升一定，鉬自身熔點高、密度大，與海綿鈦熔點、密度差異很大，故在制備過程中相熔性很差，偏析程度可想而知，又因自身含鉬量較高，后續作為TAlO中間合金天機的量少，所以即使布料時控制再均勻，也無法避免微觀偏析。
[0003]鎳、鉬是重要的戰略金屬，由于其獨特的物理和化學性能，制備作為合金，降低鎳鉬合金的熔點，成為先進結構材料和功能材料的基體、主要成分或添加物，如鎳基高溫合金、鎳鉬合金鋼等，被廣泛應用于國民經濟和國防軍工等領域。
[0004]陽離子膜具有一定的選擇透過性，可使陽極中被選擇的陽離子透過離子膜到陰極室中，全氟磺酸陽離子交換膜可以讓陽極室中的Na+離子透過離子膜進入陰極室，從而消去了 Na+離子雜質的影響。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是為了解決上述制備鉬鎳合金過程中的反應溫度很高，產物不均勻、有雜質等技術問題而提供一種鉬鎳合金粉末的制備方法，該制備方法具有反應條件溫和，反應溫度低，制備的鉬鎳合金粉末純凈無雜質。
[0006]本發明的技術方案
一種鉬鎳合金粉末的制備方法，具體包括如下步驟:
(I)、以鎳片為陽極，以惰性電極為陰極，以含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液為陽極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液，在陽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進行電解含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液，直至Na+離子全部轉移到陰極室；
所述惰性電極為玻碳電極、石墨電極、鈦網或鉑網；
所述含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液中，鉬酸鈉的濃度為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氯化物、檸檬酸鹽、酒石酸鹽的一種或兩種以上的混合物；其中可溶性氯化物為氯化銨或氯化鈉；檸檬酸鹽檸檬酸鈉、檸檬酸銨或檸檬酸氫銨；酒石酸鹽為酒石酸鈉、酒石酸氫鈉、酒石酸銨或酒石酸氫銨；
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.ΟΟΙ-lmol/L的氯化鈉水溶液或濃度為0.001-lmol/L的碳酸鈉水溶液；
所述陽離子膜為全氟磺酸陽離子交換膜，優選為美國杜邦公司生產的Naf1n全氟磺酸212型陽離子交換膜；
所述恒流電解的0.08-0.8A，電流密度為1-lOOmA/cm2;
所述恒壓電解的電壓范圍10-300V;
(2)、電解完后，將在陽極室得到的產物用去離子水邊清洗邊過濾，以便將Na+及去極化劑清洗干凈，所得的濾餅控制溫度為30-80°C干燥l_2h，干燥完畢后，氫氣氛圍下以
2.5-10°C /min的速率速度，先升溫至350_450°C進行高溫還原l_2h，然后升溫至600_800°C進行高溫還原2-4h，自然冷卻至室溫即可得到純凈的混合均勻的鉬鎳合金粉末。
[0007]本發明的有益效果
本發明的一種鉬鎳合金粉末的制備方法，由于制備過程中采用的陽離子膜具有一定的選擇透過性，特別是Naf1n系列全氟磺酸陽離子交換膜可以讓陽極室中的Na+離子透過離子膜進入陰極室，從而消去了 Na+離子雜質對最終產品鉬鎳合金粉末的影響，因此本發明的制備方法具有最終所得的鉬鎳合金粉末純度高，無雜相，分布均勻的特點。
[0008]進一步，本發明的一種鉬鎳合金粉末的制備方法，反應條件溫和，反應溫度低，得到的鉬鎳合金粉末是純凈的，無雜相的，分布均勻的。
[0009]進一步，本發明的一種鉬鎳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，電解過程無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鉬镲合金粉末。
[0010]進一步，本發明的一種鉬鎳合金粉末的制備方法，由于通過一步即可短時間內制備出鉬鎳合金粉末前驅體，并且后續處理簡單，因此其制備過程工藝簡單，容易操作，投資小，合成量大，可直接用于工業化生產。
【附圖說明】
[0011]圖1、實施例1所得的鉬鎳合金粉末的EDS能譜圖；
圖2a、實施例1所得的鉬鎳合金粉末中鉬元素的EDS面掃圖；
圖2b、實施例1所得的鉬鎳合金粉末中鎳元素的EDS面掃圖；
圖3、實施例1所得的鉬鎳合金粉末的X射線衍射(XRD)圖。
【具體實施方式】
[0012]下面通過具體實施例結合附圖對本發明進一步闡述，但并不限制本發明。
[0013]本發明的實施例中所用的全氟磺酸陽離子交換膜是美國杜邦公司生產的Naf1n全氟磺酸212型陽離子交換膜。
[0014]實施例1
一種鉬鎳合金粉末的制備方法，具體包括如下步驟:
(I)、以鎳片為陽極，以惰性電極為陰極，以95ml含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液為陽極液，以90ml酸溶液為陰極液，在陽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鉬酸鈉的水溶液30min，即Na+離子全部轉移到陰極室；
所述含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液中，鉬酸鈉的濃度為0.lmol/L，去極化劑的濃度為0.0lmol/L，所述去極化劑為氯化鈉；
所述惰性電極為鈦網；
所述酸溶液為濃度為0.lmol/L的鹽酸水溶液；
所述陽離子膜為Naf1n全氟磺酸212型陽離子交換膜；
所述恒流電解的電流密度為75mA/cm2，電流為0.6A ；
(2)、電解完后，將在陽極室所得的產物用去離子水邊清洗邊過濾，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的速率速度，先升溫至400°C進行還原2h，然后升溫至700°C進行還原4h，然后自然冷卻至室溫，即得純凈的分布均勻的鉬鎳合金粉末。
[0015]采用德國布魯克ALX公司的4010型X射線探測儀對上述所得的鉬鎳合金粉末進行測定，其EDS能譜圖如圖1所示，從圖1中可以看出，得到的產物中只有Mo、Ni 二種元素，由此表明了本發明制備的鉬鎳合金粉末是純凈的，無雜質；其EDS面掃如圖2a、圖2b所示，從圖2a、圖2b中可以看出本發明所得的鉬鎳合金粉末是分布均勻的。
[0016]采用德國布魯克AXS公司的D8 Advance型X-射線衍射儀對上述所得的鉬鎳合金粉末進行測定，其XRD圖如圖3所示，與標準的鉬(JCPDS089-5023)和標準的鎳(JCPDS070-1849)的XRD圖進行對比，可以看出，上述所得的產物為鉬鎳。
[0017]綜上所述，本發明的一種鉬鎳合金粉末的制備方法，可得到純凈的、分布均勻的鉬镲合金粉末。
[0018]以上所述僅是本發明的實施方式的舉例，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種鉬鎳合金粉末的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟: (1)、以鎳片為陽極，以惰性電極為陰極，以含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液為陽極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液，在陽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進行電解含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液，直至Na+離子全部轉移到陰極室； 所述惰性電極為玻碳電極、石墨電極、鈦網或鉑網； 所述含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液中，鉬酸鈉的濃度為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氯化物、檸檬酸鹽、酒石酸鹽的一種或兩種以上的混合物；其中可溶性氯化物為氯化銨或氯化鈉；檸檬酸鹽檸檬酸鈉、檸檬酸銨或檸檬酸氫銨；酒石酸鹽為酒石酸鈉、酒石酸氫鈉、酒石酸銨或酒石酸氫銨； 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； 所述陽離子膜為全氟磺酸陽離子交換膜； 所述恒流電解的0.08-0.8A，電流密度為1-lOOmA/cm2; 所述恒壓電解的電壓范圍10-300V; (2)、電解完后，將在陽極室得到的產物用去離子水邊清洗邊過濾，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2.5-10 0C /min的速率升溫至350-450°C進行還原l_2h，然后升溫至600-800°C進行還原2_4h，然后自然冷卻至室溫即得鉬镲合金粉末。2.如權利要求1所述的一種鉬鎳合金粉末的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液中，鉬酸鈉的濃度為0.lmol/L，去極化劑的濃度為0.0lmol/L，所述去極化劑為氯化鈉； 所述惰性電極為鈦網； 所述酸溶液為濃度為0.lmol/L的鹽酸水溶液； 所述陽離子膜為Naf1n全氟磺酸212型陽離子交換膜； 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的速率升溫至400°C進行還原2h，然后再升溫至700°C進行還原4h，然后自然冷卻至室溫，即得鉬鎳合金粉末。
【專利摘要】本發明一種鉬鎳合金粉末的制備方法，以鎳片為陽極，以惰性電極為陰極，以含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液為陽極液，以酸溶液、堿溶液或鹽溶液為陰極液；在陽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℃進行電解含有去極化劑和鉬酸鈉的水溶液，直至Na+離子全部轉移至陰極室；電解完后將在陽極室得到的產物用去離子水邊清洗邊過濾，所得濾餅干燥后，氫氣氛圍下以2.5-10℃/min的速率升溫至350-450℃進行高溫還原1-2h，然后再升溫至600-800℃進行高溫還原2-4h，然后再自然冷卻至室溫即得鉬鎳合金粉末。
【IPC分類】C25C5/02
【公開號】CN104894605
【申請號】CN201510163316
【發明人】張全生, 閔凡奇, 尹佳佳, 李細方, 李碩, 王淼, 黨國舉, 王昭勍, 李海燕
【申請人】上海應用技術學院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月9日