钨的事实与数据有哪些?
What’s the Facts of Tungsten?
前言
钨的全球重要性与本书的多语言视角
钨在多国工业中的战略地位(英文:Tungsten, 德文:Wolfram, 俄文:Вольфрам等命名差异)本书目标使为了整合全球多语言资料,打造钨业最全面参考书。
研究方法与多语言数据来源
中文(中国钨业协会)、英语(USGS)、德语(德国矿业报告)、法语(法国地质学会)、日语(日本金属学会)、俄语(俄罗斯矿产年鉴)等资料整合
数据截至2025年3月12日,含中国钨业网最新更新的新闻和价格资料;微信公众号“中钨在线”过去十几年的各类资讯和价格变化。
目录
引言
钨的全球重要性与本书的多语言视角
第一章 钨的基本物理性质
1.1 钨的原子结构与基本参数
1.1.1 晶体结构的数学模型与分析
1.1.2 钨同位素的物理性质
1.1.3 多语言命名的历史细节
1.2 钨的熔点与沸点
1.2.1 各国熔点测量方法的对比
1.2.2 熔点随压力变化
1.2.3 应用案例
1.3 钨的密度与比重
1.3.1 密度测量技术
1.3.2 不同相态密度
1.3.3 应用实例
表1-3-1:钨密度随温度变化
1.4 钨的硬度与脆性
1.4.1 硬度测试实验
1.4.2 脆性微观机制
表1-4-1:钨断裂韧性随温度变化
1.4.3 改进方法
1.5 钨的热膨胀系数与导热性
1.5.1 热膨胀曲线
1.5.2 导热理论
1.5.3 应用案例
表1-5-1:钨热膨胀系数随温度变化
1.6 钨的电阻率与导电性
1.6.1 电阻率随频率
1.6.2 导电性解释
1.6.3 应用实例
参考文献
第二章 钨的化学性质与化合物
2.1 钨的化学稳定性与反应性
2.1.1 氧化反应与温度效应
2.1.2 酸碱腐蚀行为
2.1.3 应用实例与理论分析
2.2 钨的氧化物(多态与性质)
2.2.1 三氧化钨(WO₃)
2.2.2 二氧化钨与中间氧化物
2.2.3 应用与理论推导
2.3 钨的卤化物(种类与特性)
2.3.1 六氟化钨(WF₆)
2.3.2 其他卤化物
2.3.3 应用与稳定性分析
2.4 钨酸及其盐类(结构与用途)
2.4.1 钨酸(H₂WO₄)
2.4.2 钨酸盐
2.4.3 应用与理论
2.5.1 碳化钨(WC)
2.5.2 二硫化钨(WS₂)
2.5.3 应用与理论
2.6 钨的化学反应动力学(速率与机理)
2.6.1 氧化反应动力学
2.6.2 酸腐蚀机理
2.6.3 应用与分析
参考文献
第三章 钨的提取与加工
3.1 钨矿类型与分布(全球概览)
3.1.1 矿物特性
3.1.2 全球分布与开采
3.1.3 应用与储量分析
3.2 钨矿选矿技术(物理与化学方法)
3.2.1 重选与磁选
3.2.2 浮选技术
3.2.3 应用与效率分析
3.3 钨的冶炼工艺(焙烧与浸出)
3.3.1 焙烧工艺
3.3.2 浸出工艺
3.3.3 应用与理论
3.4 钨的提纯技术(溶剂萃取与离子交换)
3.4.1 溶剂萃取
3.4.2 离子交换
3.4.3 应用与理论
3.5 钨粉与合金制备(还原与烧结)
3.5.1 氢气还原
3.5.2 烧结工艺
3.5.3 应用与理论
3.6 钨加工中的环境影响与控制
3.6.1 废气与废水
3.6.2 固废处理
3.6.3 控制与理论
参考文献
第四章 钨的应用与工业价值
4.1 钨在硬质合金中的应用
4.1.1 硬质合金制备与性能
4.1.2 切削与耐磨应用
4.1.3 理论与发展趋势
4.2 钨在高温合金中的应用(航空与能源)
4.2.1 高温合金成分与制备
4.2.2 航空与能源应用
4.2.3 理论与前景
4.3 钨在电子工业中的应用(电极与靶材)
4.3.1 电极制备与性能
4.3.2 靶材应用
4.3.3 理论与发展
4.4 钨在医疗与防护中的应用(屏蔽与探测)
4.4.1 辐射屏蔽
4.4.2 探测器应用
4.4.3 理论与趋势
4.5 钨在其他领域的应用(润滑与催化)
4.5.1 润滑材料
4.5.2 催化应用
4.5.3 理论与前景
4.6 钨的工业价值与经济分析
4.6.1 经济产值
4.6.2 战略意义
4.6.3 理论与未来
参考文献
第五章 钨的勘探与矿藏分布
5.1 钨矿的类型与地质特征
5.1.1 黑钨矿与白钨矿
5.1.2 波斯语与阿拉伯语中的钨矿成因研究
5.1.3 理论与地质模型
5.2.1 俄罗斯与西班牙数据
5.2.2 其他国家储量
5.2.3 理论与储量评估
5.3 钨矿勘探技术(国际技术对比)
5.3.1 重力测量与遥感技术
5.3.2 中国的勘探案例
5.3.3 理论与技术进步
参考文献
第六章 钨的开采技术
6.1 当代钨矿开采技术与全球现状
中国钨矿开采现状与技术
全球钨矿开采技术与现状
6.1.1 露天与地下开采
露天开采
中国(江西)
西华山钨矿
中国(云南)
越南(Nui Phao)
地下开采
中国(湖南)
柿竹园钨矿
中国(河南)
中国(福建)
俄罗斯(Tyrnyauz)
越南(Thien Ke)
6.2 钨矿选矿工艺
6.2.1世界钨矿选矿技术的历史与现状
6.2.2 世界钨矿选矿技术的历史
浮选技术的突破(20世纪初至中期)
综合回收与复杂矿处理(20世纪中后期)
6.2.3世界钨矿选矿技术的现状
6.2.4三种主要选矿工艺
重选工艺
浮选工艺
磁选工艺
6.3 钨矿选矿的重选–浮选–磁选联合工艺介绍
6.3.1工艺原理与步骤
6.3.2典型工艺流程
6.3.3流程简述
6.3.4主要设备
6.3.5应用案例
中国湖南柿竹园多金属矿
葡萄牙Panasqueira钨矿
6.3.6工艺优缺点
6.3.7发展趋势
参考文献
第七章 钨的冶炼与加工技术(I)
7.1 钨冶炼工艺综述
7.1.1 湿法冶炼技术
7.1.2钨的湿法冶炼基本工艺流程
7.1.2 火法冶炼技术
钨的火法冶炼详细工艺流程
7.1.3 理论与技术趋势
第七章 钨的冶炼与加工技术(II)
7.2 钨加工技术综述
7.2.1 粉末冶金与烧结技术
7.2.2 热加工与拉拔技术
7.2.3 理论与技术趋势
参考文献
第七章 钨的冶炼与加工技术(III)
7.3 钨精矿的预处理(国际工艺对比)
7.3.1钨精矿预处理的详细工艺流程
7.3.2 钨酸钠的制备
7.3.3 钨酸的制备
7.3.4 仲钨酸铵(APT)的制备
参考文献
7.3.5 偏钨酸铵(AMT)的制备
7.3.6 三氧化钨(黄钨,WO₃)的制备
7.3.7 紫钨的制备
7.3.8 蓝钨的制备
7.3.9 铯钨青铜的制备
7.3.10 其他钨的中间产品冶炼与制备介绍
7.3.11 钨的化学品制备工艺全景图
7.3.12钨粉的制备
附件:
中国钨粉标准GB/T 4197-2011《钨粉和碳化钨粉》
行业标准与企业规范YS/T 259-2012《高纯钨粉》标准详细内容
中钨智造科技有限公司高纯钨粉产品介绍
第七章 钨的炼与加工技术(IV)
7.4钨化学品的实验室制备
7.4.1钨酸的实验室制备
附件:YS/T692-2009《钨酸》
《中华人民共和国国家标准有色金属标准 钨酸 Tungstic Acid》
中钨智造科技有限公司钨酸产品介绍
7.4.2 紫钨和蓝钨的实验室制备
7.4.2.1紫钨(WO₂.₇₂)生产工艺流程
7.4.2.2蓝钨(WO₂.₉)生产工艺流程
7.4.3 铯钨青铜的实验室制备
附件:中国国家标准 GB/T 3457-2013《氧化钨》中蓝钨(WO₂.₉)的详细内容
附件:中国国家标准 GB/T 3457-2013《氧化钨》
中钨智造科技有限公司三氧化钨(YTO,黄钨,WO₃,Yellow Tungsten Trioxide,)介绍
中钨智造科技有限公司紫钨(Violet Tungsten Oxide,VTO,WO₂.₇₂或W₁₈O₄₉)介绍
中钨智造科技有限公司蓝钨(WO₂.₉,Blue Tungsten Oxide,BTO)介绍
7.4.3.1铯钨青铜的详细生产工艺流程
中钨智造科技有限公司铯钨青铜(CsₓWO₃,Cesium Tungsten Bronze)介绍
第七章 钨的冶炼与加工技术(V)
7.5 特殊钨化学品的生产工艺
7.5.1氟化钨(WF₆)的生产工艺
7.5.2 硫化钨(WS₂)的生产工艺
中钨智造科技有限公司硫化钨(WS₂,二硫化钨)介绍
7.5.3 其他特殊钨化学品
7.5.4氯化钨(WCl₆)的详细生产工艺流程
7.5.5钨硒化物(WSe₂)的生产工艺流程
中钨智造科技有限公司氯化钨(WCl₆)介绍
第七章 钨的冶炼与加工技术(VI)
7.6.1高纯仲钨酸铵的生产工艺
7.6.1.1 中国和欧美日韩等各国的(高纯)仲钨酸铵(APT)标准
附件:中国仲钨酸铵(Ammonium Paratungstate,简称APT)标准
中国国家标准GB/T 23366-2009《仲钨酸铵》
中钨智造科技有限公司高标准仲钨酸铵(Ammonium Paratungstate,APT)介绍
第七章 钨的冶炼与加工技术(VII)
7.7 纳米氧化钨的生产工艺技术与流程
7.7.1溶剂热法制备纳米WO₃
7.7.2气相沉积法制备纳米WO₃
7.7.3微乳液法制备纳米WO₃
7.7.4纳米氧化钨详细的生产工艺流程
中钨智造科技有限公司纳米氧化钨(Nano Tungsten Trioxide, WO₃)介绍
第八章 钨的粉末冶金生产
8.0 什么是钨粉?
8.0.1钨粉的定义
8.0.2钨粉的理化性质
8.0.3钨粉的化学性质
8.0.4钨粉的粒度与粒度分布
8.0.5钨粉的用途
8.0.1钨粉的中国国家标准、美国标准、日本标准、瑞典标准、德国标准
中国国家标准GB标准GB/T 4295-1993《钨粉末》
GB/T 3458-2006《钨粉》
美国标准(ASTM标准)ASTM B761-17《钨和钨合金粉末冶金产品的标准规范》
日本标准(JIS标准)JIS H 5761-2008《钨粉末》
JIS H 1401-2000《钨和钼粉末的化学分析方法》
德国标准(DIN标准)DIN EN ISO 3252:2019《粉末冶金术语》
附件:中国的钨粉标准GB/T 3458-2006《钨粉》
附件:中国的球形钨粉标准 GB/T 41338-2022《3D打印用球形钨粉》
中钨智造科技有限公司钨粉(Tunsten Powder)产品介绍
中钨智造科技有限公司球形钨粉产品介绍
8.1 钨粉的制备与特性
8.2 还原工艺、酸洗工艺
8.3 中国钨粉生产的工艺与技术
8.4 德国与韩国的粒度分布研究
8.5 钨粉的详细生产工艺流程
第九章 碳化钨粉的生产工艺
9.0 什么是碳化钨粉
9.0.1碳化钨粉的概念、理化性质、粒度与粒度分布
附件:什么是费氏粒度(Fisher Sub-Sieve Sizer, FSSS)?
9.0.2碳化钨粉的中国国家标准、美国标准、日本标准、瑞典标准、德国标准
中国国家标准(GB标准)GB/T 26050-2010《硬质合金粉末技术条件》
附件:GB/T 26050-2010《硬质合金粉末技术条件》详细内容
美国标准主要由ASTM国际和SAE国际
ASTM B761-17《钨和钨合金粉末冶金产品的标准规范》
ASTM B665-08(2015)《钨碳化物粉末的标准指南》
AMS7879G《钨碳化物–钴粉末规范》(SAE标准)
日本标准(JIS标准)JIS H 5762-2007《硬质合金粉末》
中钨智造的碳化钨粉产品介绍
9.1 碳化钨粉的基本性质与应用
9.2 碳化法与热还原法制备碳化钨粉
9.3 中国的碳化钨粉生产技术
9.4 欧美与日本的碳化钨粉先进工艺
9.5 碳化钨粉详细的生产工艺流程
第十章 硬质合金生产、加工技术和用途
10.1 硬质合金的基本组成与性能
10.2 硬质合金的粉末冶金生产工艺
10.3 中国的硬质合金生产与加工技术
10.4 欧美与日本的硬质合金先进技术与应用
10.5 硬质合金的粉末冶金详细生产工艺流程
第十一章 钨的3D打印技术
11.1 钨的3D打印材料制备(国际前沿)
11.2 球形钨粉制备技术与工艺
11.2.1球形钨粉等离子球化工艺
11.2.2射频等离子球化
11.2.3气体雾化工艺
11.2.4低温等离子球化
11.3 日本与德国的粘结剂配方研究
11.4 3D打印钨制品的特性和用途
11.5 3D打印钨技术的当前问题与未来前景
11.6 3D打印钨制品的基本工艺流程
第十二章 钨矿
12.1 钨矿的所有种类
主要钨矿种类及世界各国钨矿名称
12.2 钨矿原矿开采
12.3 钨矿选冶技术与工艺
12.4 钨精矿的历史价格与市场
未来价格趋势(2025-2030年):
12.5 葡萄牙与波兰的低品位矿利用技术
12.6 中国钨矿分布对钨产业链的影响分析
第十三章 钨的化学品
13.1元素钨(W)
13.2钨氧化物
13.2.1三氧化钨(WO₃)
13.2.2二氧化钨(WO₂):
13.2.3蓝色氧化钨(W₂₀O₅₈ 或 WO₂.₉₀):
13.3钨酸盐
13.3.1钨酸钠(Na₂WO₄):
13.3.2仲钨酸铵(APT,(NH₄)₁₀[H₂W₁₂O₄₂]·4H₂O):
13.3.3偏钨酸铵(AMT,(NH₄)₆[H₂W₁₂O₄₀]·nH₂O):
13.3.4钨酸钙(CaWO₄):
13.3.5钨酸镁(MgWO₄):
13.3.6钨酸铁(FeWO₄):
13.3.7钨酸锰(MnWO₄):
13.3.8钨酸(H₂WO₄):
13.4钨卤化物
13.4.1六氯化钨(WCl₆):
13.4.2五氯化钨(WCl₅):
13.4.3六氟化钨(WF₆):
13.5钨硫化物
13.5.1二硫化钨(WS₂):
13.6钨碳化物
13.6.1碳化钨(WC):
13.6.2二碳化三钨(W₂C):
13.7其他钨化合物
13.7.1钨青铜(MₓWO₃,M为Na、K等,0 < x < 1):
13.7.2磷钨酸(H₃PW₁₂O₄₀):
钨元素、氧化钨、钨酸盐、钨卤化物、钨硫化物、钨碳化物及钨化合物的理化特性
13.8 含钨的化合物
13.8.1钨羰基化合物(如W(CO)₆)
13.8.2烷氧基钨化合物(如W(OR)₆,R为烷基)
13.9 氧化钨的种类、性质与用途
13.10各国钨的化学品生产
各国钨化学品生产情况
(2023-2025年)
13.11 钨化学品的用途
钨化学品的用途表
第十四章 钨铁的生产与应用
14.1 钨铁的概述
钨铁的理化性能
钨铁的特点
14.2 钨铁的生产工艺
14.2.1 铝热法(Thermite Process)
14.2.2 电炉法(Electric Furnace Process)
14.2.3 其他方法
14.3 各国钨铁的生产
14.4 钨铁的应用
钨铁(FeW)的应用表
14.5 钨铁的质量标准与规格
中国国家标准《钨铁》将钨铁分为多个牌号,以下为主要牌号的成分要求:
中国标准《钨铁》(GB/T 4010-2015)
国际标准《钨铁》(ISO 5450:1980)
美国标准《钨铁》(ASTM A100-07, 2018修订)
俄罗斯《钨铁》标准(GOST 17293-93)
第十五章:钨的金属制品
15.1 钨的金属制品概述
15.2 钨金属制品的生产工艺
15.2.1 钨粉制备
15.2.2 粉末冶金成型
15.2.3 压力加工与精制
以钨粉为原料的钨金属制品生产工艺流程图表
15.3 钨金属制品的主要类型与性能
中国钨丝标准: GB/T 4181-2017
国际标准: ISO 2490:2007
中国钨坩埚标准: GB/T 26038-2020
国际钨坩埚标准: ASTM B760-07(2019)
中国钨靶材标准: GB/T 36434-2018
国际钨靶材标准: ASTM F288-96(2014)
中国钨舟标准: GB/T 3876-2017
国际钨舟标准: ASTM B760-07(2019)
中国钨棒标准: GB/T 4187-2017
国际钨棒标准: ASTM B760-07(2019)
中国钨板/箔标准: GB/T 3875-2017
国际钨板/箔标准: ASTM B760-07(2019)
中国钨管标准: GB/T 4186-2017
国际钨管标准: ASTM B760-07(2019)
中国钨粉标准: GB/T 3458-2006
国际钨粉标准: ASTM B777-15
15.4 钨金属制品的应用
钨金属制品的应用表
15.5 钨金属制品的质量标准与规格
中钨智造科技有限公司的钨坩埚介绍
第十六章:钨丝的生产与用途
16.1 钨丝的研发生产史
16.2 当代钨丝的生产技术与工艺流程
超细及纳米钨丝生产工艺流程图表(掺杂工艺,以APT为原料)
16.4 钨丝的种类与规格
16.5 中国与各国钨丝的标准
中国钨丝的标准: GB/T 4181-2017
国际钨丝的标准: ISO 2490:2007
美国钨丝的标准: ASTM B760-07 (2019)
日本钨丝的标准:JIS H 4701(钨丝及钨制品通用规范,参考版本2019)
欧洲钨丝的标准:EN 10247(钨及钨合金制品,参考版本2017)
16.6 灯丝钨丝
16.7 日本与美国的电子管应用
16.8 钨丝的当代应用
16.9 金刚线钨丝、光伏切割钨丝的勃兴与优劣
16.10金刚线钨丝、光伏切割用钨丝的生产工艺流程
金刚线钨丝、光伏切割用钨丝生产工艺流程图标
16.11工艺流程详细描述
中钨智造科技有限公司的钨针介绍
第十七章 钨合金制品的规格性能与用途
17.1 钨合金的种类和规格
17.2 钨合金的优异的物理特性
17.3 钨合金的国军标、美国军标和各国标准
中国钨合金军标: GJB 3788-1999(高密度钨合金技术条件)
钨合金的美国军标: MIL-T-21014D
钨合金的国际标准: ASTM B777-15(高密度钨合金)
钨铜合金标准: ASTM B702-93 (2015)
钨银合金标准 ASTM B702
17.4 高密度钨合金的所有用途
17.5 两相合金的种类和用途
17.6 钨合金的军事应用
17.7 钨合金的民用领域
17.8 钨合金的体育用途
17.9以高密度钨合金防辐射屏蔽件为例的钨合金的生产工艺流程
高密度钨合金防辐射屏蔽件生产工艺流程图表
第十九章:硬质合金,规格、特性与用途(I)
19.1 硬质合金的种类和规格
19.1.1 硬质合金的分类与成分
19.1.1.1 WC-Co(钨钴)合金
19.1.1.2 WC-TiC-Co(钨钛钴)合金
19.1.1.3 WC-TaC-Co(钨钽钴)及其他复合硬质合金
19.1.1.4 其他类型的硬质合金
19.1.2 硬质合金的规格范围
19.1.2.1 棒材
19.1.2.2 板材
19.1.2.3 刀具坯料
19.1.2.4 异形件
19.2 硬质合金的优异物理特性
19.2.1 硬度与耐磨性
19.2.1.1 高硬度
19.2.1.2 耐磨性与抗磨损机理
19.2.2 抗压强度与韧性
19.2.2.1 抗压强度
19.2.2.2 韧性与抗冲击性能
19.2.3 热稳定性与耐腐蚀性
19.2.3.1 热稳定性
19.2.3.2 耐腐蚀性
19.3 硬质合金的牌号和各国标准
19.3.1 硬质合金牌号的意义
19.3.1.1 牌号命名规则
19.3.1.2 国际与各国牌号体系对比
19.3.2 中国的硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
中国硬质合金牌号表
19.3.3 美国的硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
美国硬质合金牌号表
19.3.4 日本的硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
日本硬质合金牌号表
19.3.5 韩国的硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
韩国硬质合金牌号表
19.3.6 以色列的硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
以色列硬质合金牌号表
19.3.7 瑞典的硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
瑞典硬质合金牌号表
19.3.8 欧洲的硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
欧洲硬质合金牌号表
19.3.9 国际标准中的硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
ISO硬质合金牌号表
19.3.10 军用硬质合金的牌号、化学成分、性能及用途
ASTM B406标准
典型军用硬质合金牌号表
19.3.11 其他硬质合金牌号、化学成分、性能及用途
19.3.11.1特殊用途
19.4 硬质合金的生产工艺流程
硬质合金生产工艺流程图表
第十九章:硬质合金,规格、特性与用途(II)
19.5 硬质合金的工业用途
19.5.1 硬质合金切削工具
19.5.2 硬质合金磨具与模具
19.5.3 硬质合金采矿与建筑工具
19.5.4 硬质合金金属成型与加工
19.5.5 硬质合金造纸与食品加工工具
19.6 硬质合金的军事应用
19.6.1 硬质合金装甲防护部件
19.6.2 硬质合金弹药制造
19.6.3 军用硬质合金切削与加工工具
19.6.4 武器系统中的硬质合金耐磨部件
19.7 硬质合金的民用领域
19.7.1 硬质合金机械加工
19.7.2 硬质合金电子行业
19.7.3 硬质合金医疗器械
19.7.4 消费品用硬质合金
19.7.5 农业与林业用硬质合金
19.8 硬质合金的特殊应用
19.8.1 耐磨涂层与表面处理
19.8.2 高温环境下的硬质合金耐磨部件
19.8.3 体育与户外装备用硬质合金
19.8.4 硬质合金可再生能源与环保应用
19.8.5 艺术与装饰用硬质合金
19.8.6 其他硬质合金创新应用
19.8.7 硬质合金的工业用途详表
硬质合金的工业用途表
1.切削工具
2.磨具与模具
3.采矿与建筑工具
4.金属成型与加工
5.造纸与食品加工工具
6.硬质合金的军事应用
装甲防护部件
弹药制造
军用切削与加工工具
武器系统中的耐磨部件
7.硬质合金的民用领域
机械加工
电子行业
医疗器械
消费品
农业与林业
8.硬质合金的特殊应用
耐磨涂层与表面处理
高温环境下的耐磨部件
体育与户外装备
可再生能源与环保应用
艺术与装饰
其他创新应用
第十九章:硬质合金,规格、特性与用途(III)
19.9 硬质合金及发展简史
19.9.1 硬质合金的起源与早期发展(19世纪末-1920年代)
19.9.2 工业化与技术突破(1920-1970年代)
19.9.3 现代发展与全球化(1970年代至今)
19.10 硬质合金的市场需求与发展趋势
19.10.1 当前市场规模与主要消费地区
19.10.2 2025年全球年需求量估算
19.10.3 硬质合金未来的市场与发展前景预测
19.11 硬质合金的新产品开发
19.11.1 喷涂硬质合金
19.11.2 梯度硬质合金
19.11.3 涂层硬质合金
19.11.4 陶瓷硬质合金
19.11.5 纳米硬质合金
19.11.6 二维(2D)硬质合金涂层材料
19.12 技术进步与环保替代趋势
19.12.1 超细晶粒与纳米硬质合金的发展
19.12.2 环保型粘结剂(如替代钴)的研发动态
第十九章 鎢鋼是什麼?(IV)
19.13鎢鋼的定義與起源
19.13.1 「鎢鋼」名稱的由來
19.13.2 鎢鋼的定義
19.13.3 鎢鋼的行業背景
第二十章 高熵含钨合金
20.1 高熵合金的基本概念
20.1.1 定义与核心特性
20.1.2 高熵效应的理论基础
20.1.3 钨在高熵合金中的作用
20.1.4 多语言研究的历史演进
20.2 多组元设计与配比种类
20.2.1 设计原则与方法
20.2.2 设计工具与模拟技术
20.2.3 钨基高熵合金的不同配比种类
难熔系钨基高熵合金
过渡金属系钨基高熵合金
轻质元素系钨基高熵合金
特殊配比钨基高熵合金
20.2.4 配比设计的影响
20.2.5 设计挑战
含鎢高熵合金配比與特性對比表
20.3 中国、美国、欧洲、日本、韩国的钨基高熵合金研发现状与进展
20.3.1 中国的钨基高熵合金研发现状与进展
20.3.2 美国的钨基高熵合金研发现状与进展
20.3.3 欧洲的钨基高熵合金研发现状与进展
20.3.4 日本的钨基高熵合金研发现状与进展
20.3.5 韩国的钨基高熵合金研发现状与进展
20.4 钨基高熵合金的性能特性与常规合金的比较
20.4.1 力学性能与对比
20.4.2 高温性能与对比
20.4.3 耐腐蚀性与对比
20.4.4 抗辐照性与对比
20.4.5 其他特性与对比
20.4.6 综合比较优势
20.4.7 性能优化策略
20.5 钨基高熵合金的制备技术
20.5.1 传统制备方法
20.5.2 先进制备技术
20.5.3 工艺挑战与改进
20.6 钨基高熵合金的应用领域
20.6.1 航空航天
20.6.2 核能
20.6.3 电子与半导体
20.6.4 海洋与采矿
20.7 未来发展趋势与展望
20.7.1 技术方向
20.7.2 产业化前景
20.7.3 挑战
参考文献
第二十一章 钨的用途
21.1 钨用途的历史演变
21.1.1 早期应用:灯丝与基础工业
21.1.2 20世纪工业化扩展
21.1.3 高科技时代的转型
21.1.4 21世纪的多元化发展
21.2 钨在工业领域的应用
21.2.1 硬质合金制造
碳化钨工具
采矿与钻探装备
耐磨零件
21.2.2 高温合金与耐磨材料
钨基高温合金
纯钨坩埚
耐磨涂层
21.2.3 钨钢与特种钢
高速钢(HSS)
钨钢模具
特种钨钢
21.2.4 钨在化工工业中的用途
催化剂载体
耐腐蚀设备
高温蒸馏与提纯
21.2.5 钨在玻璃与陶瓷工业中的应用
玻璃熔融电极
陶瓷烧结元件
玻璃纤维拉丝
21.3 钨在军事与航空航天领域的应用
21.3.1 钨基穿甲弹与弹药
钨芯穿甲弹
破片弹与散弹
高爆弹配重
21.3.2 航空航天高温部件
涡轮叶片与燃烧室
火箭喷嘴与热防护
航天器热屏蔽
21.3.3 钨在航天器配重与振动控制
配重块
振动阻尼器
陀螺仪部件
21.3.4 钨在导弹与防御系统中的应用
导弹弹头与尾翼
防弹装甲与屏蔽
反导拦截弹
21.4 钨在电子与电气领域的应用
21.4.1 传统照明与灯丝
白炽灯灯丝
卤素灯与荧光灯电极
21.4.2 半导体与电子器件
溅射靶材
电极与引线
电子束蒸发
21.4.3 高温真空设备
坩埚
加热丝与元件
真空密封件
21.4.4 新兴电子技术
薄膜与纳米涂层
导电墨水
微波与射频器件
21.4.5 钨在光电与激光设备中的应用
焊接电极
激光反射镜与镜头
光电阴极
21.5 钨在医疗领域的应用
21.5.1 辐射屏蔽与防护
屏蔽部件
防护装备
准直器与聚焦器
21.5.2 医用器械与植入物
手术刀具
骨科植入物
牙科工具
21.5.3 X射线与诊断设备
阳极靶材
准直器与滤波器
探测器部件
21.5.4 牙科与微创手术
牙科器械
微创手术工具
内窥镜部件
21.6 钨在能源领域的应用
21.6.1 核能与聚变反应堆
第一壁材料
偏滤器与冷却管
屏蔽与结构件
21.6.2 可再生能源设备
风力发电
太阳能热发电
地热能
21.6.3 电池与储能技术
电极材料
燃料电池催化剂
超级电容器
21.6.4 石油与天然气开采
钻探工具
管道与阀门
井下设备
21.7 钨在其他领域的应用
21.7.1 珠宝与装饰品
碳化钨戒指
手表表壳与表带
项链与吊坠
耳环与手镯
纽扣与袖扣
便携式钨合金观音像
钨合金关公像
钨合金镀金纪念币
钨合金宠物标牌
钨合金镀金条
钨合金VIP纪念金条
钨合金金婚纪念戒指
钨合金开业纪念品
21.7.2 体育与休闲
高尔夫球杆
飞镖
渔具
网球拍与羽毛球拍
滑雪与滑板装备
自行车与赛车
登山与户外装备
钨合金银行卡
钨合金名片
钨合金旅行箱标牌
钨合金潜水配重
钨合金健身器材配重
钨合金体育比赛器具
21.7.3 艺术与工艺
雕塑与模型
编织与线材
乐器部件
书法与雕刻工具
珠宝加工
手工模具
21.7.4 建筑与装饰材料
镀膜玻璃
五金件
装饰面板与线条
隔热与隔音材料
屋顶与外墙
21.7.5 交通运输
车辆配重
轮毂与轴承
铁路部件
船舶压载与零
航空部件
21.8 钨用途的市场分析与经济价值
21.8.1 全球钨需求与供应趋势
21.8.2 钨在各行业的经济贡献
硬质合金市场
电子与能源领域
其他领域
21.8.3 钨回收与循环利用
21.9 钨用途的技术挑战与解决方案
21.9.1 加工难度与脆性问题
21.9.2 成本与替代材料竞争
21.9.3 环境与健康影响
21.10 钨用途的未来发展趋势
21.10.1 新材料与钨的结合
钨基高熵合金
纳米复合材料
钨基陶瓷
21.10.2 智能化与可持续应用
增材制造
绿色技术
智能传感器
21.10.3 2D钨原子层镀膜研发及其广阔市场应用
2D钨原子层镀膜的技术进展
2D钨原子层镀膜的性能优势
2D钨原子层镀膜的市场应用:
2D钨原子层镀膜的柔性电子
2D钨原子层镀膜的高效催化
2D钨原子层镀膜的超薄屏蔽
2D钨原子层镀膜的发展前景
21.10.4 钨用途的前景展望
太空探索
深海技术
下一代能源
附件:
钨的用途大全表
参考文献
中钨智造科技有限公司的钡钨阴极介绍
第二十二章 钨的历史
22.1 钨的历史意义概述
22.2 钨的发现与命名
22.2.1 发现前的早期观察
22.2.2 多语言发现记载
22.2.3 “Tungsten”命名的演变
22.3 1781年发现(瑞典语:Upptäckt, 西班牙语:Descubrimiento)
22.3.1 卡尔·威廉·谢勒的贡献(瑞典)
22.3.2 德尔乌亚尔兄弟的突破(西班牙)
22.3.3 合作与争议
22.4 中文与英文命名的历史差异(www.ctia.com.cn)
22.4.1 英文“Tungsten”的起源与采纳
22.4.2 中文“钨”(Wū)的命名
22.4.3 命名惯例的比较分析
22.4.4 全球术语的统一
22.5 钨在中国的发现、开发和发展史
22.5.1 古代的初步认识与发现
22.5.2 近代的开发与工业化开端(19世纪末-20世纪初)
22.5.3 新中国成立后的快速发展(1949-1980年代)
22.5.4 改革开放与全球化(1980年代-21世纪初)
22.5.5 现代创新与可持续发展(21世纪)
22.6 钨历史发展的里程碑
22.6.1 19世纪:工业开端
22.6.2 20世纪:军事与技术进步
22.6.3 21世纪:现代创新
22.7 结论:钨的历史遗产
参考文献
第二十三章 钨的储量
23.1 引言:钨储量的重要性
23.2 全球钨储量的动态变化(各国数据)
23.2.1 全球钨储量总览
23.2.2 主要国家钨储量分布
23.2.3 历史储量变化趋势
23.2.4 储量变化的驱动因素
23.3 储量数据
23.3.1 全球钨储量统计表
23.3.2 储量数据的可靠性与局限性
23.3.3 储量与产量的关系
23.4 钨储量的未来展望
23.4.1 储量枯竭风险评估
23.4.2 勘探与技术的前景
23.4.3 地缘政治与储量管理
23.5 结论:钨储量的全球格局与启示
参考文献
第二十四章 钨的国际贸易与管制
24.1 引言:钨在国际贸易中的战略地位
24.2 钨的国际贸易概况
24.2.1 全球钨贸易的规模与结构
24.2.2 主要贸易国家的角色
24.2.3 贸易价格与市场波动
24.3 钨贸易的管制政策与法规
24.3.1 国际贸易规则与框架
24.3.2 主要国家的管制措施
中国两用物项与钨出口的双重管制
《出口管制法》(2020)
美国《国防生产法》
欧盟《关键原材料法案》(2023)
24.3.3 环境与劳工标准的贸易影响
24.4 钨贸易中的地缘政治与经济博弈
24.4.1 中国在钨贸易中的主导地位
24.4.2 贸易争端与制裁案例
24.4.3 国际合作与资源联盟
24.5 钨贸易与管制的未来趋势
24.5.1 供需变化对贸易格局的影响
24.5.2 管制政策的演变
24.5.3 全球化与本地化的平衡
24.6 结论:钨贸易与管制的挑战与机遇
参考文献
第二十五章 钨的市场与价格
25.1 引言:钨市场与价格的重要性
25.2 钨的全球市场概况(多国统计)
25.2.1 全球钨市场的供需结构
25.2.2 钨市场的区域分布
25.2.3 影响全球市场的关键因素
25.3 联合国的钨市场与产销量统计数据
25.3.1 联合国贸易数据库中的钨统计
25.3.2 数据趋势与解读
25.4 欧美日韩各国的钨市场情况
25.4.1 欧美日韩的钨市场情况
25.4.2 过去二十年来中国钨制品价格变化
中国钨精矿价格变化(2005-2025年3月)
25.4.3 欧洲钨铁(Ferrotungsten)等价格动态
25.5 钨市场与价格的未来展望
25.5.1 供需平衡与价格预测
25.5.2 政策与技术的影响
25.6 结论:钨市场与价格的全球视角
参考文献
第二十六章 钨的研发与应用前沿
26.1 引言:钨在高科技领域的战略价值
26.2 钨在核工业中的研发
26.2.1 钨在核工业中的核心作用
26.2.2 国际合作项目概览
26.2.3 技术挑战与突破
26.3 韩国等世界各国的核聚变研究及其装置
26.3.1 韩国:KSTAR(韩国超导托卡马克先进研究装置)
26.3.2 中国:EAST与CFETR(实验先进超导托卡马克及中国聚变工程实验堆)
EAST的突破
CFETR进展
26.3.3 日本:JT-60SA(超导托卡马克装置)
26.3.4 美国:DIII-D与NIF(国家点火装置)
26.3.5 俄罗斯:T-15MD(现代化托卡马克)
26.4 中国、欧洲等各国的核聚变壁材料
26.4.1 中国的核聚变壁材料研究
EAST成果
CFETR规划
26.4.2 欧洲的核聚变壁材料进展
26.4.3 其他国家的壁材料探索
26.5 德国的抗辐射研究
26.5.1 德国在钨抗辐射领域的领先地位
26.5.2 抗辐射钨材料的研发方向
26.5.3 应用前景与国际影响
26.6 钨在其他前沿领域的应用
26.6.1 新能源领域
26.6.2 航空航天与国防
26.6.3 电子与纳米技术
26.7 未来展望:钨研发的挑战与机遇
26.7.1 技术瓶颈
26.7.2 发展方向
26.7.3 全球合作与商业前景
26.8 结论:钨研发与应用的全球视野
参考文献
附件:钨的全数据汇总(多语言表格)
附件:钨元素及其产品
附件:全数据与词汇多语言完整表格
附件:钨的基本信息 / Basic Information
附件:钨的物理性能 / Physical Properties of Tungsten
附件:钨的化学性能 / Chemical Properties of Tungsten
附件:应用特性 / Application Properties
附件:
钨的化学品与化合物 / Tungsten Chemicals and Compounds
氧化钨系列 / Tungsten Oxides
硫化钨系列 / Tungsten Sulfides
钨酸及其盐 / Tungstic Acid and Salts
卤化钨 / Tungsten Halides
碳化钨系列 / Tungsten Carbides
其他钨化合物 / Other Tungsten Compounds
钨的溶剂 / Tungsten Solvents
钨的试剂 / Tungsten Reagents
含钨的试剂 / Tungsten-Containing Reagents
钨的催化裂化剂 / Tungsten Catalytic Cracking Agents
钨的有机溶剂 / Tungsten Organic Solvents
含钨的医药品 / Tungsten-Containing Pharmaceuticals
各类钨电极 / Types of Tungsten Electrodes
各类高密度钨合金产品 / Types of High-Density Tungsten Alloy Products
各类硬质合金产品 / Types of Tungsten Carbide Products
各类钨钢产品 / Types of Tungsten Steel Products
各类钨铁产品 / Types of Tungsten Iron Products
各类钨金产品 / Types of Tungsten Gold & Golden Plated Products
各类钨铜产品 / Types of Tungsten Copper Products
金属钨制品 / Metallic Tungsten Products
附件:钨的产业链术语表
钨矿开采机器设备与仪器 / Tungsten Ore Mining
钨矿选矿机器设备与仪器 / Tungsten Ore Beneficiation
钨矿冶炼机器设备与仪器 / Tungsten Ore Metallurgy
钨铁生产机器设备与仪器 / Ferrotungsten Production
氧化钨生产机器设备与仪器 / Tungsten Oxide Production
钨酸钠生产机器设备与仪器 / Sodium Tungstate Production
钨酸铵生产机器设备与仪器 / Ammonium Tungstate Production
钨酸生产机器设备与仪器 / Tungstic Acid Production
偏钨酸铵生产机器设备与仪器 / Ammonium Metatungstate Production
仲钨酸铵生产机器设备与仪器 / Ammonium Paratungstate Production
蓝色氧化钨生产机器设备与仪器 / Blue Tungsten Oxide Production
紫色氧化钨生产机器设备与仪器 / Violet Tungsten Oxide Production
金属钨粉生产机器设备与仪器 / Tungsten Metal Powder Production
铯钨青铜生产机器设备与仪器 / Cesium Tungsten Bronze Production
碳化钨粉生产机器设备与仪器 / Tungsten Carbide Powder Production
金属钨制品生产机器设备与仪器 / Tungsten Metal Products Production
钨铜合金生产机器设备与仪器 / Tungsten-Copper Alloy Production
掺杂钨丝生产机器设备与仪器 / Doped Tungsten Wire Production
附件:钨丝生产的仪器与设备Instruments & Equipment for Tungsten Wire Prodcessing
压制与成型设备
烧结与热处理设备
拉丝与加工设备
辅助与运输设备
检验检测设备与仪器
原辅材料
附件:高密度钨合金生产检验设备与原辅材料
High-Density Tungsten Alloy Production and Inspection Equipment and Raw Materials
- 原料准备与混合设备
- 压制与成型设备
- 烧结与热处理设备
- 锻轧与锻打设备
- 加工与精整设备
- 辅助与运输设备
- 检验检测设备与仪器
- 原辅材料
附件:硬质合金生产检验设备与原辅材料
Hard Alloy Production and Inspection Equipment and Raw Materials
- 原料准备与混合设备
- 压制与成型设备
- 烧结与热处理设备
- 锻轧与锻打设备
- 加工与精整设备
- 辅助与运输设备
- 检验检测设备与仪器
- 原辅材料
附件:钨塑、钨泥生产检验设备与原辅材料
Tungsten Plastic & Tungsten Putty Production,Inspection Equipment &
Raw Materials
- 原料准备与混合设备
- 压制与成型设备
- 固化与热处理设备
- 加工与精整设备
- 辅助与运输设备
- 检验检测设备与仪器
- 原辅材料
附件:3D打印用钨球生产检验设备与原辅材料s
Tungsten Spheres for 3D Printing Production and Inspection Equipment and Raw Material
- 原料准备与混合设备
- 粉末球化设备
- 粉末筛选与包装设备
- 辅助与运输设备
- 检验检测设备与仪器
- 原辅材料
附件:3D打印用钨球(粉末)生产工艺流程
- 3D打印用钨球(粉末)离子球化工艺(Plasma Spheroidization)
- 气雾化工艺(Gas Atomization)
- 旋转电极等离子雾化工艺(PREP,Plasma Rotating Electrode Process)
三种工艺特点与优劣势对比
参考依据
附录:
钨的相关标准与规范(国际汇编)
中国标准与ISO、DIN对比
- 国际标准化组织(ISO)标准
ISO 4499-2:2020 – Hardmetals — Metallographic determination of microstructure — Part 2:
ISO 3252:2019 – Powder metallurgy — Vocabulary
ISO/ASTM 52900:2021 – Additive manufacturing — General principles — Fundamentals and
ISO 17296-3:2014 – Additive manufacturing — General principles — Part 3: Main characteristics and factors affecting the process
ISO 9276-6:2008 – Representation of results of particle size analysis — Part 6: Descriptive and quantitative representation of particle shape and morphology
- 德国标准化协会(DIN)标准
DIN 8570:2008 – General tolerances for welded structures
DIN ISO 2768:1991 – General tolerances
DIN 50981:1982 – Determination of tungsten content in ores
- 美国材料与试验协会(ASTM)标准
ASTM B777-20 – Standard Specification for Tungsten Base, High-Density Metal
ASTM B760-07(2019) – Standard Specification for Tungsten Plate, Sheet, and Foil
ASTM B702-93(2019) – Standard Specification for Copper-Tungsten Electrical Contact Material
ASTM B631-93(2016) – Standard Specification for Silver-Tungsten Electrical Contact Materials
ASTM B213-20 – Standard Test Methods for Flow Rate of Metal Powders Using the Hall
ASTM F288-96(2019) – Standard Specification for Tungsten Wire for Electron Devices & Lamps
- 中国国家标准(GB)
GB/T 6156-2008 – 黑钨精矿
GB/T 6157-2008 – 白钨精矿
GB/T 10116-2007 – 钨酸钠
GB/T 26038-2010 – 钨酸
GB/T 23365-2009 – 偏钨酸铵
GB/T 26037-2010 – 仲钨酸铵
GB/T 3467-2010 – 三氧化钨
GB/T 4197-2011 – 钨粉和碳化钨粉
GB/T 3458-2006 – 钨粉末
GB/T 4295-2013 – 硬质合金
GB/T 3649-2008 – 钨铁
GB/T 3489-2016 – 钨丝
- 日本工业标准(JIS)
JIS H 1402:2001 – Tungsten powder and tungsten carbide powder
JIS H 5761:1998 – Tungsten wires for lighting and electronic equipment
- 其他国家标准
俄罗斯 GOST 213-83 – Tungsten concentrate
MIL-T-13827(美国军标) – Tungsten Powder
- 钨化合物与化学品标准(含蓝钨、黄钨、紫钨)
蓝钨(Blue Tungsten Oxide, W₂₀O₅₈)
黄钨(Yellow Tungsten Oxide, WO₃) GB/T 3467-2010
紫钨(Violet Tungsten Oxide, W₁₈O₄₉)
- 金属钨制品与合金标准
钨粒(Tungsten Pellets) ASTM B777-20
钨针(Tungsten Needles)、钨舟(Tungsten Boats) ASTM B760-07(2019)
钨铜(Tungsten Copper) ASTM B702-93(2019)
钨银(Tungsten Silver) ASTM B631-93(2016)
钨金(Tungsten Gold,钨基镀金制品)ASTM B777。
钨合金(Tungsten Alloys) ASTM B777-20、GB/T 4295-2013
中国标准(GB)与ISO、DIN对比表
附件:钨的毒性、安全与环境保护
一、钨的毒性
- 纯钨的毒性
- 钨化合物的毒性
- 欧美毒性研究进展
二、安全防护措施
- 全球安全标准
- 防护措施
- 案例分析
美国钨加工厂(2023)
三、环境保护
- 欧美环境法规与研究
- 中国钨开发与环境保护
3.全球法规对比
- 环境影响案例
四、未来研究方向
参考文献
附录:钨相关的单位换算表
钨相关的质量单位换算
钨相关的密度单位换算
钨相关的粒度单位换算
钨相关的温度单位换算
钨相关的压力单位换算
钨相关的流动性单位换算
钨相关的长度单位换算
附件:钨制品硬度表述单位换算表
附录:钨制品硬度的表达法及换算关系
一、钨制品硬度的表达方法
- 布氏硬度(Brinell Hardness, HB)
- 洛氏硬度(Rockwell Hardness, HR)
- 维氏硬度(Vickers Hardness, HV)
- 努氏硬度(Knoop Hardness, HK)
二、钨制品硬度的换算关系
- 钨制品硬度换算表(含适用范围比较)
- 换算关系的特点
- 近似换算公式(适用于钨钢)
- 注意事项
附件:钨及其相关产品的多语言术语表
第十四章 钨铁的生产与应用
本章专注于钨铁(Ferrotungsten, FeW)的生产工艺与应用领域,全面阐述其制备方法、理化性能以及在钢铁工业、铸造、军工等领域的广泛用途。内容包括钨铁的概述、生产工艺、各国生产情况、具体应用场景及质量标准,并特别详细列出中国及其他国家的钨铁标准。
14.1 钨铁的概述
钨铁是一种以钨和铁为主要成分的铁合金,通常通过冶炼钨矿石或钨化合物与铁原料制备而成。作为钢铁工业中的重要合金添加剂,钨铁因其高密度、高熔点和优异的机械性能而受到广泛应用。其钨含量通常在70%-85%之间(以WO₃计),其余为铁及少量杂质(如碳、硅、磷等)。
钨铁的理化性能
外观: 灰黑色金属块状或颗粒状物质,表面光泽度随加工条件变化。
熔点: 约1650°C-2100°C(随钨含量增加而升高,FeW80熔点接近2100°C)。
密度: 14.5-17.5 g/cm³(FeW70约15 g/cm³,FeW80接近17 g/cm³)。
硬度: 莫氏硬度6.5-7.5,抗压强度1000-1500 MPa,抗拉强度约600-800 MPa。
热导率: 约50-70 W/(m·K),介于纯钨(173 W/(m·K))和普通钢(~45 W/(m·K))之间。
电导率: 约5-8×10⁶ S/m,低于纯钨但高于普通铁基合金。
晶体结构: 体心立方结构(bcc),由钨相(W)和铁相(Fe)组成的固溶体或化合物相(如Fe₃W₂)。
化学稳定性: 不溶于水,耐酸碱腐蚀(除强氧化性酸如浓硝酸外),在高温(>800°C)空气中氧化生成WO₃和Fe₂O₃。
钨铁的特点
高密度和高熔点使其适用于高温、高负荷环境。
优异的耐磨性、抗腐蚀性和抗氧化性,适合苛刻工况。
与铁基材料相容性好,作为添加剂可显著提升钢的性能。
14.2 钨铁的生产工艺
钨铁的生产主要采用火法冶金工艺,以钨精矿(如黑钨矿或白钨矿)为原料,结合铁原料(如废钢或铁粉)在高温下冶炼制得。以下为主要生产方法的详细描述:
14.2.1 铝热法(Thermite Process)
工艺原理
利用铝粉作为还原剂,通过强烈的放热反应将钨精矿中的WO₃还原为金属钨,并与铁熔合成钨铁合金。反应方程式如下:
3WO3+2Al+Fe→FeW+Al2O3+热量3WO₃ + 2Al + Fe \rightarrow FeW + Al₂O₃ + 热量 3WO3+2Al+Fe→FeW+Al2O3+热量
工艺流程
原料准备: 钨精矿(WO₃含量>65%)与铁粉、铝粉按比例(通常W:Al:Fe=1:0.5:0.3)混合,加入助熔剂(如CaF₂,约5%-10%)降低熔点并促进渣液分离。
装料与点火: 混合物装入耐火坩埚(如氧化镁或石墨坩埚),用镁条点火引发反应,温度瞬间升至2500°C以上。
熔炼与分离: 反应约5-10分钟完成,熔融钨铁(密度高)沉底,渣层(Al₂O₃,密度约3.9 g/cm³)浮于顶部,冷却后敲碎分离。
精炼与成型: 去除残余渣滓,浇铸成10-100 mm块状或破碎成颗粒。
优点: 设备简单,反应速度快,能耗较低,适合中小规模生产。
缺点: 杂质(如Si、Mn)难以精确控制,钨回收率较低(85%-90%),产品质量波动较大。
14.2.2 电炉法(Electric Furnace Process)
工艺原理
在电弧炉或感应炉中,利用电能加热将钨精矿与铁原料熔炼还原,常用碳(如焦炭)或硅(如硅铁)作为还原剂。反应示例:
WO3+3C+Fe→FeW+3CO↑WO₃ + 3C + Fe \rightarrow FeW + 3CO↑ WO3+3C+Fe→FeW+3CO↑
工艺流程
原料配制: 钨精矿(WO₃含量>60%)与废钢、焦炭(C含量>85%)或硅铁(Si含量>70%)按比例(W:Fe:C=1:0.2:0.15)混合,确保钨含量达标。
电炉熔炼: 在2000°C-2200°C下熔炼,电弧炉功率通常为5-10 MW,持续搅拌(机械或电磁)以均匀成分,反应时间2-4小时。
出炉与浇铸: 熔融钨铁出炉,浇铸成锭(50-200 kg/块)或块状,冷却后破碎至所需粒度。
精炼: 可通过吹氧(降低C含量至<0.2%)或真空脱气(去除S、P)进一步提纯。
优点: 产品质量稳定,钨含量可精确控制(70%-85%),回收率高(>95%),适合大规模生产。
缺点: 能耗高(每吨约5000-7000 kWh),设备投资和维护成本较大。
14.2.3 其他方法
碳热还原法
在真空或惰性气氛(如Ar)下使用碳还原钨精矿,温度1800°C-2000°C,适用于高纯钨铁(C<0.1%),但工艺复杂且成本高。
硅热法
以硅铁为还原剂,反应温度约1800°C,生成低碳钨铁(C<0.3%),反应温和但硅含量需严格控制(Si<0.8%)。
生产注意事项
杂质控制: 硫(S<0.1%)、磷(P<0.05%)、碳(C<0.5%)需通过原料选择和精炼控制,避免影响钢的质量。
粒度规格: 通常为10-50 mm或50-100 mm,便于运输和熔炼使用。
环保措施: 废气(如CO、SO₂)需配备袋式除尘器和脱硫装置,废渣(Al₂O₃或SiO₂)可回收用于建材。
14.3 各国钨铁的生产
以下为主要国家钨铁生产情况(基于2023-2025年数据推估):
中国:
产量: 2025年预计年产3万吨,占全球70%,主要集中于湖南株洲、江西赣州和河南洛阳,利用本地丰富的黑钨矿和白钨矿资源。
俄罗斯:
产量: 年产约4000吨,利用西伯利亚和远东地区钨矿,主要出口至欧洲和亚洲市场。
欧盟(奥地利、德国):
产量: 年产约2000吨,奥地利Mittersill矿提供钨精矿,德国负责加工。
美国:
产量: 年产约1000吨,依赖进口中国和越南钨精矿,生产集中在宾夕法尼亚。
越南:
产量: 年产约800吨,利用Nui Phao矿资源,主要出口至日本、韩国和中国。
14.4 钨铁的应用
钨铁作为一种关键的合金添加剂,在钢铁工业、铸造、军工等领域具有广泛用途。以下为详细分类和具体应用场景:
钢铁工业
高速钢(High-Speed Steel, HSS):
用途: 添加钨铁(W含量5%-18%)制备高速钢,用于制造切削工具(如钻头、铣刀、车刀)。
性能提升: 硬度提升至HRC 62-67,耐磨性提高2倍,红硬性强(600°C仍保持HRC>60),切削速度提升50%-100%。
实例:
汽车发动机缸体加工刀具(年需求约1万吨,使用寿命达500小时)。
航空钛合金加工刀具(如波音737机翼部件,切削精度±0.01 mm)。
工具钢:
用途: 制造冲压模具、冷镦模具和锻模,钨含量3%-10%。
性能提升: 抗冲击性提高20%,耐磨性提升30%,适用于高强度冷热加工。
实例:
汽车钢板冲压模(年需求约5000吨,冲压次数达200万次)。
螺栓冷镦模(直径精度±0.01 mm,年需求约1000吨)。
耐磨钢:
用途: 用于采矿机械(如破碎机衬板)和工程机械(如挖掘机斗齿),钨含量5%-15%。
性能提升: 耐磨性提升2-3倍,使用寿命延长至2000小时,抗腐蚀性增强10%。
实例:
矿山球磨机衬板(年需求约3000吨,耐磨寿命达1年)。
港口装卸设备耐磨件(如抓斗,年需求约800吨)。
耐热钢:
用途: 制造高温炉部件和燃气轮机叶片,钨含量5%-15%。
性能提升: 耐高温氧化性提高30%,抗蠕变性增强,工作温度可达1200°C。
实例:
航空发动机涡轮叶片(如GE航空发动机,年需求约2000吨)。
炼钢炉内衬(耐温1500°C,使用寿命延长至6个月)。
铸造工业
铸铁改性:
用途: 添加少量钨铁(0.5%-2%)改善铸铁性能,用于生产耐磨铸件。
性能提升: 硬度提高至HB 300-350,抗拉强度提升15%(至500 MPa),耐腐蚀性增强20%。
实例:
泵体和阀门铸件(年需求约1000吨,耐酸碱工况下使用)。
耐磨管道内衬(化工管道,年需求约500吨)。
高密度铸件:
用途: 制备高密度配重件,如起重机配重块和船舶压舱物。
性能提升: 密度达15-17 g/cm³,体积缩小20%仍保持高强度(抗压强度>1000 MPa)。
实例:
港口起重机配重(年需求约500吨,单块重量达5吨)。
船舶压舱块(海洋货轮,年需求约300吨)。
军工领域
穿甲弹材料:
用途: 钨铁作为穿甲弹芯的替代材料(W含量70%-80%),用于小口径弹药或低成本穿甲弹设计。
性能提升: 高密度(15-17 g/cm³)提供优异穿透力,穿深提升15%-20%,成本较纯钨合金低约30%。
实例:
30mm机炮穿甲弹(GAU-8/A,用于A-10攻击机,穿深约70 mm钢板,年需求约1000吨)。
装甲防护:
用途: 添加钨铁制备复合装甲或装甲钢,增强抗冲击性和抗穿透性。
性能提升: 抗穿透性提高25%,重量减轻10%,适合轻量化装甲设计。
实例:
轻型装甲车防护层(如俄罗斯BTR-90部分组件,年需求约800吨)。
其他应用
焊接材料:
用途: 钨铁粉末用于等离子喷涂或堆焊,制备耐磨涂层。
性能提升: 涂层硬度达HRC 60,耐磨性提高2倍,附着力增强至50 MPa。
实例:
石油钻杆表面强化(年需求约300吨,耐磨寿命达5000小时)。
阀门密封面(化工设备,年需求约200吨)。
科研用途:
用途: 钨铁作为实验材料,用于研究钨-铁相图、合金性能及高温行为。
实例:
高温合金开发(测试抗氧化性,模拟1300°C工况)。
磁性材料研究(分析顺磁性特性)。
全球趋势: 到2030年,钨铁需求预计增长10%,受钢铁工业升级(年需求增至2万吨)、军工需求(欧盟和美国军费推动年需求增至3000吨)和基础设施建设(耐磨件需求增长15%)驱动。
全文阅读:钨的事实与数据(下篇)
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