احياي هيدروژني اكسيد تنگستن (WO3) و بررسي پارامترهاي موثر بر آن

Hydrogen Reduction of Tungsten Oxide (WO3) and Investigation of Its Effective Parameters

هدف اين تحقيق مطالعه ي تاثير پارامترهاي احياء در توليد پودر تنگستن فلزي از اكسيد تنگستن (WO3) و تعيين شرايط بهينه مي باشد. اكسيد تنگستن ، محصول تجزيه ي حرارتي APT در دماي 450 درجه سانتيگراد ، در دماها و زمان هاي مختلفي تحت اتمسفر هيدروژن به تنگستن فلزي خالص احياء شد. تاثير پارامترهاي دما، دبي هيدروژن و ضخامت لايه ي پودر WO3 روي درصد احياء و مشخصت پودر تنگستن حاصله مورد مطالعه قرار گرفت. تنگستن فلزي بدست آمده با روش هاي پراش اشعه (XRD) X و ميكروسكوپ الكتروني SEM مجهز به EDS و مورد بررسي قرار گرفت. نتايج آزمايش هاي EDS و XRD تنگستن فلزي خالص را به عنوان محصول احياء معرفي مي كنند. نتايج محاسبات كاهش وزن ناشي از احياء نيز اين مطلب را تاييد كرده و نشان مي دهد كه در اين مرحله علاوه بر احياء ، خالص سازي نيز اتفاق افتاده است . زيرا كاهش وزن در فرايند احياء بيش از ميزان محاسبات استو كي.متري فرآيند احياء مي باشد. نهايتا شرايط بهينه جهت توليد پودر تنگستن با اندازه ي ذره ي متوسط 2 تا 4 ميكرو متر تعيين شد.

This study is aimed to investigate the effects of reduction parameters on production of tungsten powder from WO3 and optimise the reduction conditions. First, tungsten oxide (WO3) which was obtained from APT calcination at 450oC, was reduced to pure tungsten at different time and temperatures. The effect of different reduction parameters such as temperature, hydrogen flow and layer thickness of WO3 on the obtained tungsten powder characteristics was studied. The resulted tungsten powder was analyzed using X-ray diffraction and EDS-equipped scanning electron microscope (SEM). Results represent pure tungsten powder as the reduction product. Furthermore, weight reduction experiments support this result and prove that at this stage in addition to reduction, purification occurs too. Also, in order to determine the effect of temperature on the required hydrogen flow and PH2O/PH2 ratio some thermodynamic calculations were carried out. Results reveal that as the reduction temperature increases the required hydrogen flow decreases and PH2O/PH2 ratio increases. As a result tungsten particle size increases. Finally, the optimum condition for production of tungsten powder with the average particle size of 2-4 μm was determined.