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超细钨、钼粉体的可宏量制备技术

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-09-20 14:45:59

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 董欢欢 | 2022-09-20 14:45:59

       本团队经过多年的实验与研究,首次提出“碳热预还原+氢气深脱氧”工艺制备高纯超细钨、钼粉体及其合金粉体,并在超细钨粉、钼粉、钨钼合金粉及其超细晶合金坯的制备上进行了大量的研究工作。从反应机理到生产制备方面均已经取得大量的科研成果,发表了二十多SCI学术论文和申请了十几项专利,在超细钨、钼粉的制备工艺上有了很成熟的理解。相比于传统氢气还原钨钼氧化物制备超细钨钼粉,本工艺使用炭黑为主要固体还原剂更具成本优势。并且通过对工艺参数的控制,可以实现低成本、粒径可控地制备超细甚至纳米级的粉体,更适宜工业化生产。在本工艺的碳热预还原过程中,以来源广泛、成本较低的炭黑为主要还原剂,高温下碳热还原移除金属氧化物中的大部分氧,同时确保碳的残余量降到极低;再使用氢气进行深脱氧除去剩余的少量氧原子,最终得到高纯度、超细钨、钼粉体。

性能指标:

      1. 实现0.1 - 1μm的不同粒度钨钼、粉的可控制备。

      2. 钨、钼粉体的纯度≥99.95%。

成果亮点:

      1. 具有自主知识产权,研究成果已授权发明专利3项。

      2. 技术先进性:本工艺采用来源较广的商业高纯氧化钨(氧化钼)为原料,炭黑为主要还原剂,通过各个过程的机理、工艺参数研究,最终实现低成本、高效率制备高纯度超细钨、钼粉体。碳热还原和氢气深脱氧过程均可在卧室推杆炉中实现,也可以使用企业现有的推板窑及氢还原设备,对设备要求低,工艺的可行性高。且本课题组经过多年的不断探索,打通了从机理研究到小规模生产涉及的各个难题,在超细钨、钼粉体制备已达到国际领先的水平。

      难熔金属材料的制备和应用一直备受关注,尤其是钨、钼这两种高熔点金属,其广泛应用于各个领域。而目前国内生产工艺相对落后,投入巨大,且现有工艺无法大规模制备超细粉体,使得超细钨、钼粉体的成本一直高居不下。超细钨粉和钼粉广泛应用于电子、电极材料、机械、核工业、航空航天及其它军工领域,而国内目前主要采用氢气还原金属氧化物制备金属粉体,而该还原过程中由于气相迁移机理的存在,导致产物粒径较大。若想制得超细粉体,只能通过后期的球磨过程降低产物的粒径,从而使得整个工艺繁琐,能耗高,效率较低。由此可见,这两种高熔点金属材料均存在在生产成本高、产能小,不能满足市场的需求,且高品质金属材料主要依靠进口。因此,本项目以低成本、市场供需紧张的超细粉末高品质产品及其应用为研究目标,努力为国内工业基础营造更有竞争力的工业原材料,今后并致力于国际市场的开拓。

       张国华:研究员,博士生导师。入选中国科协第一届“青年人才托举工程”;入选“2014年度中国博士后科学基金资助者选介”;江苏省铜山区“双创人才”计划等。2006年本科毕业于北京科技大学冶金工程,2012年获北京科技大学钢铁冶金博士学位,并留校任教。2013-2014年,2017-2018年分别在日本东京大学新领域创成科学研究科和美国犹他大学冶金工程专业进修。本团队主要从事:(1)冶金熔体物理化学:针对火法冶炼过程中所涉及到的高温熔渣,合金体系的物理化学性质及结构进行测量,从而对实际冶炼过程提供基础支撑。(2) 铁合金:铁合金生产及精炼;钒氮合金及氮化钒铁的短流程制备技术。(3) 难熔金属:钨、钼、钒、钛等难熔金属粉体及复合粉体制备,以及过渡族金属碳化物、氮化物、硼化物制备。(4) 固废处理:含钛渣的资源化回收;危险固体废弃物处理,如含重金属冶炼渣,不锈钢酸洗污泥,废弃含铬耐火材料中铬的回收及解毒。共发表SCI/EI论文150多篇,申请发明专利30余项。

       高熔点金属材料具有巨大的应用价值和市场潜力,然而国内在基础研究以及产业化开发方面仍存在许多的空白以及不足。本项目拟研发低成本制造高品质高熔点金属材料工艺。并且建立高熔点金属材料体系相关产品生产车间。这些高品质金属材料制备方法是具有自主知识产权,相比于国内的现有生产工艺和产品,具有很强的竞争力。此外,项目的实施可以带动一批相关企业发展,优化国内难熔金属材料制造工业的产业结构,并开拓新的税源,提高产品档次,增加市场竞争力,同时也提升了国内产业整体技术水平,带动相关行业的发展,促进经济的发展。

合作方式整体转让、技术许可、作价入股、合作开发

期望技术转移成交价格(大概金额)300万元。

可转移企业:电子、电极材料、机械、核工业、航空航天及其它军工领域。