第一章 钨的产状、地质学、采矿和选矿 1
1.1 钨矿物的发现 1
1.2 矿物学 2
1.2.1 黑钨矿类 2
1.2.2 白钨矿类 6
1.2.3 次要钨矿物 7
1.3 地质学 10
1.3.1 概述 10
1.3.2 钨矿床的分类 15
1.4 采矿 27
1.4.1 概述 27
1.4.2 美国 32
1.4.3 加拿大 53
1.4.4 巴西和玻利维亚 54
1.4.5 奥地利 57
1.4.6 葡萄牙 58
1.4.7 澳大利亚 59
1.4.8 亚洲 61
1.5 钨矿石的选矿 64
1.5.1 流程的制定原则 64
1.5.2 钨矿石的特性 66
1.5.3 破碎与磨矿设备 67
1.5.4 破碎与磨矿回路-分级 67
1.5.5 重力选矿 70
1.5.6 浮选 71
1.5.7 磁选 76
1.5.8 高压电选 77
1.5.9 目前的工业实践 77
第二章 钨的提取冶金 91
2.1 引言 91
2.2 矿石的预处理 95
2.2.1 白钨矿 95
2.3 矿石的分解 96
2.3.1 酸浸出 96
2.2.2 黑钨矿 96
2.3.2 碱焙烧法 99
2.3.3 苛性碱浸出法 102
2.3.4 苏打压煮法 102
2.3.5 氯化法 106
2.4 中间钨化合物的提纯 112
2.4.1 钨酸铵溶液和仲钨酸铵结晶 112
2.4.2 钨酸钠溶液的净化 118
2.4.3 液体离子交换萃取(LIX) 119
2.4.4 氯化钨的提纯 125
2.4.5 钨的电解 129
2.5 工业生产方法举例 131
2.5.1 经典的仲钨酸铵结晶法 132
2.5.2 液体离子交换萃取法(LIX) 136
2.5.3 六氯化钨蒸馏法 140
2.6 钨的再生回收 142
2.6.1 总论 142
2.6.2 碳化钨硬质合金的再生回收法 143
2.6.3 用化学法再生回收 145
第三章 钨的氧化物、卤化物和矿石的还原 148
3.1 一般情况 148
3.2 从仲钨酸铵到氧化钨 149
3.2.1 固定式炉 150
3.2.2 回转炉 153
3.3 氧化钨的氢还原 155
3.4 氧化钨的碳还原 161
3.5 氧化钨的金属还原 162
3.5.1 铝热还原 163
3.5.2 钙还原 163
3.5.2 用其他金属还原 164
3.6 卤化钨的氢还原 164
3.7 钨铁的生产 168
3.7.1 坩埚碳还原 168
3.7.2 铝热还原法 168
3.7.4 金属热还原法 169
3.7.3 硅热还原法 169
3.7.5 电炉还原 170
3.7.6 粉末冶金法 171
第四章 钨的致密化 173
4.1 基本情况 173
4.2 粉末冶金 173
4.2.1 粉末的选择 174
4.2.2 压制成形 183
4.2.3 烧结 186
4.3 电弧熔炼 198
4.3.1 普通电弧熔炼 198
4.3.2 电弧离心铸造 203
4.4 其他致密化方法 206
4.4.1 热压 206
4.4.2 热等静压 208
4.4.3 爆炸成形 209
4.4.4 粉浆浇注 209
4.4.5 等离子弧喷镀 210
4.4.6 化学气相沉积 212
4.4.7 粉末轧制 213
4.4.8 电子束熔炼 213
4.5 单晶制备 214
4.5.1 电子束区域熔炼 215
4.5.2 应变-退火法 216
第五章 钨的加工 217
5.1 一般情况 217
5.2 挤压 217
5.2.1 普通挤压 218
5.2.2 高速挤压 220
5.3 锻造 222
5.3.1 普通锻造 223
5.3.2 高速锻造 224
5.3.3 闭模锻造 224
5.4 平辊轧制 226
5.4.1 开坯轧制 228
5.4.2 二次轧制 232
5.5 钨条轧制和旋锻 236
5.6 钨丝加工 240
5.6.1 普通加工方法 240
5.6.2 纯(非合金化)钨丝 245
5.6.3 掺杂(不垂坠)钨丝 246
5.6.4 掺氧化钍和氧化锆的钨丝 251
5.7 金属成形 254
5.7.1 环轧 254
5.7.2 旋压和剪切成形 254
5.8 管材加工 255
5.8.1 管材挤压 256
5.8.2 管材拉拔 257
5.8.3 管材轧制 260
5.8.4 化学气相沉积 261
5.9 除鳞和清理 262
5.8.5 管材加工方法比较 262
5.10 接合 263
5.10.1 熔焊 264
5.10.2 电阻焊 265
5.10.3 钎焊 266
5.10.4 扩散焊 266
5.11 机械加工和磨削 268
5.11.1 机械加工 268
5.10.5 其它接合技术 268
5.11.2 砂轮磨削和切割 272
5.11.3 电火花加工和磨削 273
5.12 保护涂层 275
5.12.1 金属涂层 276
5.12.2 难熔氧化物涂层 276
5.12.3 碳化物、氮化物、硼化物和硅化物 280
5.12.4 金属间化合物 281
6.1.1 原子核 282
第六章 钨的物理性质和机械性能 282
6.1 元素 282
6.1.2 原子 283
6.2 钨的物理性质 285
6.2.1 结构性质 285
6.2.2 热学性质 287
6.2.3 光学性质 293
6.2.4 电学性质 297
6.3 钨的机械性能 306
6.3.1 低温延性 307
6.3.2 弹性 315
6.3.3 硬度 316
6.3.4 抗拉性能 320
6.3.5 抗蠕变行为 331
6.3.6 孪晶结构与位错结构 335
第七章 钨及其化合物的化学性质 338
7.1 总论 338
7.3 金属间化合物和中间金属相 340
7.2 钨的氧化行为 340
7.4 钨的硼化物 344
7.5 钨与第Ⅳ族元素形成的化合物 349
7.5.1 碳化物 349
7.5.2 硅化物 349
7.6 钨与第Ⅴ族元素形成的化合物 350
7.6.1 氮化物 350
7.6.2 磷化物 350
7.6.3 砷化物 350
7.7 钨与第Ⅵ族元素形成的化合物 352
7.7.1 氧化物 352
7.7.2 硫化物 355
7.7.3 硒化物 357
7.7.4 碲化物 357
7.8 钨与第Ⅶ族元素形成的化合物 357
7.8.1 氟化物和氟氧化物 358
7.8.2 氯化物和氯氧化物 361
7.8.3 溴化物和溴氧化物 364
7.8.4 碘化物和碘氧化物 365
7.9 钨的水全物(钨酸)及其盐类 366
7.9.1 钨的水合物--钨酸 366
7.9.2 钨酸盐 367
7.10 过钨酸和过钨酸化合物 375
7.11 钨青铜 376
8.1 一般情况 379
第八章 钨合金、复合材料和钨用作合金元素 379
8.2 固溶合金 380
8.2.1 钼、铌和钽作为合金元素 381
8.2.2 钨-铼合金 384
8.2.3 其它固溶合金 394
8.3 弥散强化和沉淀硬化合金 394
8.3.1 带氧化物弥散体的合金 395
8.3.2 带碳化物弥散体的合金 396
8.4.1 高比重合金 404
8.3.3 其它弥散强化合金 404
8.4 钨复合材料 404
8.4.2 金属熔渗钨 408
8.4.3 钨纤维强化复合材料 420
8.5 钨用作合金元素 426
8.5.1 钨用作钢的合金元素 426
8.5.2 钨用作难熔金属的合金元素 427
8.5.3 钨用作其他金属的合金元素 429
第九章 碳化钨和硬质合金工业 435
9.1 引言 435
9.2 相平衡 435
9.3 化学性质和物理性质 436
9.3.1 化学反应能力 436
9.3.2 物理性质 437
9.4 碳化钨的制备 440
9.4.1 直接还原 440
9.4.3 气相沉积 441
9.4.2 由合金离析 441
9.4.4 熔盐电解 442
9.4.5 由元素合成 442
9.5 碳化钨硬质合金 445
9.5.1 碳化钨硬质合金的制造 446
9.5.2 碳化钨硬质合金的性能 449
9.6 碳化钨的再生回收 456
10.2.1 钨丝 457
10.2 非合金化钨 457
10.1 引言 457
第十章 钨的应用 457
10.2.2 钨条 461
10.2.3 其它形状的轧制品 465
10.3 钨合金、复合材料和含钨高熔点合金 465
10.3.1 钨合金 465
10.3.2 钨复合材料 466
10.3.3 含钨高熔点合金 468
10.4.1 高速钢 469
10.4 钨钢 469
10.4.2 其它钨钢 470
10.5 耐热合金和耐磨合金 471
10.5.1 超级合金 472
10.5.2 表面硬化合金和耐磨合金 472
10.6 碳化钨 472
10.6.1 碳化钨硬质合金 473
10.6.2 熔铸硬质合金 474
10.7 化工用途 474
第十一章 钨工业及未来展望 475
11.1 引言 475
11.2 工业结构 475
11.2.1 矿业 475
11.2.2 钨制品和产品 478
11.2.3 废料回收 482
11.3.2 钨合金、复合材料和含钨高熔点合金 484
11.3 钨的消费量和可能的代用品 484
11.3.1 非合金化钨 484
11.3.3 钨钢 486
11.3.4 耐热合金和耐磨合金 487
11.3.5 碳化钨 487
11.3.6 化工用途 490
11.4 未来展望 490
附录Ⅰ. 钨、钨合金和碳化钨的金相试样制备 492
Ⅰ.1 光学显微镜检验的金相试样制备 492
Ⅰ.1.1 切片和镶样 492
Ⅰ.1.2 研磨 492
Ⅰ.1.3 抛光 493
Ⅰ.1.4 浸蚀 494
Ⅰ.2 电子显微镜检验的金相试样制备 495
Ⅱ.1.3 发射光谱法 496
Ⅱ.1.2 钨检测的矿石设备 496
Ⅱ.1.1 氧化钨的还原 496
Ⅱ.1 钨的检测 496
附录Ⅱ. 钨的分析化学 496
Ⅱ.1.4 原子吸收法 497
Ⅱ.2 钨的测定 497
Ⅱ.2.1 重量分析程序 497
Ⅱ.2.2 分光光度测定程序 499
Ⅱ.2.3 滴定分析程序 501
Ⅱ.2.4 原子吸收测定程序 501
Ⅱ.2.5 发射光谱测定程序 502
Ⅱ.2.6 X-射线荧光分析程序 502
Ⅱ.3 钨中杂质的测定 502
Ⅱ.3.1 发射光谱法 502
Ⅱ.3.2 填隙杂质 505
Ⅱ.3.3 原子吸收光谱法 509
Ⅱ.3.4 湿化学分析程序 511
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