本發(fā)明屬于納米粉體材料制備，具體涉及一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法。

背景技術：

1、隨著真空電子器件向超高頻、大功率和長壽命方向的發(fā)展，玻璃與金屬封接已不能勝任制管要求，而陶瓷-金屬封按工藝的開展逐漸提到日程上來。陶瓷-金屬封接的常用方法為燒結金屬粉末法和活性金屬法，其它還包括氧化物焊料法、氣相沉積工藝、固相工藝、壓力封接、電子束焊接等。陶瓷材料與金屬最主要的差別在于它屬于脆性的介質材料，一般的焊料多不能潤濕其表面，也不能與之作用而形成牢固的粘結，即便使用某種方法使之與金屬封接起來，如果兩者的熱膨脹系數(shù)相差很大，也會造成炸裂或漏氣。因此，陶瓷與金屬不能直接用一般焊料加以釬焊，須先在陶瓷表面敷上一層與瓷粘結牢固市又不易被熔化的金屬薄膜，即進行所謂“陶瓷金屬化”。陶瓷金屬化的質量提高和工藝穩(wěn)定，可保證器件具有高的機械強度、高的真空氣密性和某些特殊性能。金屬化配方中主體一般是難熔金屬粉，如鉬、鎢、鉭、錸等,其熔點一般要比金屬化溫度高出1000℃以上。用得最多的為鉬粉，其次是鎢粉。

2、目前，陶瓷金屬化配方中要求鉬粉粒度為1.5μm～2.0μm，然而，在鉬粉金屬化實際使用過程中，粒度及其分布很難達到上述要求，存在物料團聚，尺寸分布不均勻的問題。團聚體形貌則來自原料鉬酸銨和氧化鉬的形貌傳遞，另一方面，傳統(tǒng)氫還原過程中的化學氣相傳輸過程也進一步抑制了產物尺寸的均勻性?，F(xiàn)有研究表明，在不過分燒結的前提下,選擇細鉬粉將有利于氧化鋁陶瓷中毛細管之玻璃相反遷移進入金屬化層毛細管中而獲得牢固的金屬化層，鉬粉為球形或近球形，易于使金屬化層顯微結構均勻化，避免尖角引起的局部應力集中，避免了顆粒之間的橋接。另外，孔隙結構有利于玻璃相在燒結時的滲透、遷移。金屬化配方中原料鉬粉的物理和工藝性能嚴重影響了陶瓷金屬化的質量和穩(wěn)定性。因此制備出粒度更細，具有近球形孔隙結構的鉬粉至關重要。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法。該方法采用快速升溫分解鉬鹽獲得良好分解性的三氧化鉬粉體，避免鉬鹽的團聚問題，同時采用水熱法和高溫碳化獲得具有分散性良好、尺寸均一的微晶碳球作為形核劑進行氫還原，避免氫還原過程中化學氣相傳輸過程，阻礙后續(xù)moo2和mo粉的團聚和生長，再結合梯度升溫還原控制moo2-mo氫還原過程中的化學氣相傳輸和生長過程，從而保證mo顆粒的分散性及孔隙結構的大小，解決了鉬粉粒度及分布難以控制的難題。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

3、步驟一、室溫條件下將鉬鹽進行分解反應，得到三氧化鉬；

4、步驟二、利用有機碳源進行水熱反應碳化，并對反應產物進行洗滌和干燥處理，得到碳微球；

5、步驟三、將步驟二中得到的碳微球置于管式爐中進行高溫碳化，得到部分石墨化的微晶碳球；

6、步驟四、將步驟一中得到的三氧化鉬與步驟三中得到的微晶碳球進行高分散混合，得到均一的混合物料；

7、步驟五、將步驟四中得到的混合物料置于管式爐中進行熱處理，得到近球形二氧化鉬粉體；

8、步驟六、將步驟五中得到的近球形二氧化鉬粉體在含氫氣氛中進行氫還原，得到近球形多孔納米鉬粉。

9、上述的一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鉬鹽為鉬酸銨，所述分解反應的溫度為500℃～700℃，時間為1h以上，升溫速率大于30℃/min。

10、上述的一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，步驟二所述有機碳源為水溶性有機碳源葡萄糖，且將有機碳源配制為0.3mol/l～1.2mol/l的溶液；所述水熱反應的溫度為150℃～200℃，時間為12h～24h。該有機碳源容易獲得，成本低，有利于獲得尺寸可控、均勻度較好的碳微球。

11、上述的一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，步驟二中所述干燥處理的方法為冷凍干燥法，溫度不超過-40℃，真空度不超過40pa，干燥時間為8h以上。

12、上述的一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，步驟三中所述高溫碳化采用的保護氣氛為氬氣，溫度為500℃～1000℃，保溫時間為1h～3h，升溫速率為5℃/min～10℃/min。

13、上述的一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，步驟四中所述三氧化鉬與微晶碳球的摩爾比為1:0.4～0.5。通過控制三氧化鉬與微晶碳球的摩爾比，保證微晶碳球的量足夠使得熱處理反應順利進行，并避免過多碳導致反應后殘留碳量過高，降低產物的純度。

14、上述的一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，步驟五中將混合物料置于氧化鋁坩堝內，且料層厚度不超過8mm；所述熱處理采用的保護氣氛為氬氣或者氮氣，熱處理的溫度為600℃～750℃，保溫時間為0.5h～2h，升溫速率不超過30℃/min。本發(fā)明通過控制料層厚度不超過8mm，避免料層厚度太薄而導致二氧化鉬粉體產量較低，同時避免料層厚度太厚，熱處理的碳還原過程中產物co和co2氣體濃度過高導致二氧化鉬的成核生長不均勻、使得其尺寸大小不均一的現(xiàn)象；通過控制熱處理的溫度，避免溫度過高導致三氧化鉬出現(xiàn)揮發(fā)現(xiàn)象導致鉬源流失。

15、上述的一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，步驟六中所述氫還原采用的含氫氣氛為含氫氣體積分數(shù)大于10％的惰性氣體，還原采用梯度升溫反應，反應溫度為600℃～900℃，且各階段保溫時間為0.5h～2h，升溫速率為5℃/min～20℃/min。本發(fā)明通過采用含氫氣的惰性氣體作為氫還原氣氛，結合采用梯度升溫反應，降低氫還原過程中水蒸氣的濃度，保證球形顆粒形貌的傳遞。

16、上述的一種近球形多孔納米鉬粉的制備方法，其特征在于，步驟六中所述近球形多孔納米鉬粉的粒度大于500nm，球形度大于0.6，空隙率大于20％。本發(fā)明制備的近球形多孔納米鉬粉具有優(yōu)異的性能，可廣泛應用于軍事、航空航天及核工業(yè)等國防軍工領域。

17、本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

18、1、本發(fā)明利用快速升溫分解鉬鹽獲得三氧化鉬，避免鉬鹽如鉬酸銨分解過程中的團聚問題，制備得到具有良好分散性的三氧化鉬粉體。

19、2、本發(fā)明先利用水熱反應碳化制備得到碳微球，再結合高溫碳化進一步提升碳化和石墨化程度，制備得到部分石墨化的微晶碳球，使得微晶碳球具有分散性良好、尺寸均一的特點，并利用微晶碳球作為三氧化鉬還原過程中的形核劑，有效阻礙顆粒團聚，避免氫還原過程中化學氣相傳輸過程，進一步阻礙后續(xù)moo2和mo粉的團聚和生長，有利于獲得納米粒度且尺寸分布均勻的鉬粉產物。

20、3、本發(fā)明通過采用梯度升溫還原來控制moo2-mo氫還原過程中的化學氣相傳輸和生長過程，保證mo顆粒的分散性及孔隙結構的大小，進而控制產物形貌，從而獲得近球形多孔納米鉬粉。

21、下面通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的詳細描述。