掺杂蓝钨也就是在蓝钨中添加K、Si、Al等碱金属氧化物的蓝色氧化钨粉末。蓝钨在工业性能上比黄钨具有化学活性高,掺杂效应好、比表面积大、还原速率快等优点,现已基本取代了黄钨工艺用于制造掺杂钨丝,且已基本能满足电光源工业的需要。
蓝钨掺杂工序
蓝钨掺杂工序是决定钨丝下垂组织结构的基础,因此严格控制该工序的工艺才能保证掺杂的效果达到技术指标要求。在生产中本研究采用锅内层涂以搪瓷的立式掺杂锅。蓝钨的掺杂是在水悬浮浊液中进行的。添加顺序依次为:
1.加入适量纯水和按工艺规定要求的硅酸钾溶液,然后加入蓝钨,此时悬浮液pH为12~14,经约1h的充分搅拌后,pH值为5~6。
2.用适量经稀释后的盐酸调节pH值至3~4后,加入Al(NO3)3溶液,开始加热搅拌,具体反应式如下:
WO2.90+K2SiO3→α-K4(SiW12O40)+SiO2(无定形)
WO2.90+K2SiO3→α-K8(SiW12O39)+SiO2(无定形)
3.最后加入Al(NO3)3溶液后,生成溶解性的KAlSiO3O8,过剩的硅酸钾形成难溶化合物27SiO2K2O。
掺杂蓝钨的控制指标
1.K2O为0.25%~0.34%;
2.SiO2为0.4%~0.45%;
3.Al2O3为0.018%~0.027%;
4.平均粒度(费氏粒度)为10~16μm。
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