Volfram Tozu Üretiminde Volframoksit’e İlave Edilen Dop Elementlerinin Redüksiyon Mekanizmasına Ve Ürünün Termomekanik Özelliklerine Etkisi

Abstract

Volfram tozu üretiminde kullanılan ve toz metalurjisi (TM) uygulamalarında tercih edilen yöntem, volframoksitin (WO3) H2 atmosferinde kontrollü koşullar altında iki kademeli redüksiyonu ile yüksek bir verimle mikron boyutlarda saf volfram tozuna dönüştürülmesidir. Günümüzde “Doplama İşlemi”, Volfram tel üretim teknolojisinin kilit kademesi olarak ön plana çıkarken, doplama işlemi konsantre veya ara ürünlerden elde edilen saf WO3’ün H2 redüksiyonundan önce uygulanır. Klasik dop elementleri; Potasyum, Alüminyum ve Silisyumdur. Doplama işlemi, volfram oksitin redüksiyonu sırasında tozun rekristalizasyonunu (tane büyümesini) önleme işlemidir. İstenilen mekanik ve yapısal özelliklere göre dop element miktarı ve türü çeşitlilik gösterir. Bu çalışmada, WO3’ün dop elementlerinin H2 redüksiyonu mekanizmasına ve ürünün termo-mekanik özelliklerine etkisi araştırılmış olup, H2 redüksiyonu ile üretilmiş olan volfram tozunun karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar başlıca volfram tel hurdalarından geri kazanım ve saf şelitten hareketle 2 grup halinde gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalar iki farklı proses, klasik APT ve şelatlayıcı katkılı asidik liç prosesleri kullanılarak mavi oksit üretimine yönelik yapılmış olup, üretilen mavi oksitler, doplama işleminin ardından 800 0C, 900 0C ve 1000 0C sıcaklıklarda 4 saat süreyle redüklenmiştir. Üretilen volfram tozlarının karakterizasyonu sonucu, bütün tozların non-sag karaktere sahip olduğu, şelatlayıcı asidik liç prosesiyle üretilen mavi oksit sistemine ns-doplamanın uygulanabileceği, redüksiyon sıcaklığındaki artışın dopant etkisini azalttığı ve tane morfolojisini değiştirdiği ve tane büyüklüğünü arttırdığı sonuçlarına varılmıştır.

Nowadays “ Doping Process”, become a matter of primary importance in production of tungsten wire technology, doping process is applied to pure WO3, which is produced from concentrate or sub-products, before reduction with H2. Usual doping elements are; potassium, aluminium and silicon. Doping process is used to prevent the recrystallization during the reduction, which takes place in muffle type furnace, of tungsten oxide. Amount and the type of doping elements vary according to the desired mechanic and structural properties. In this project, the effects of dopants on H2 reduction mechanism and the thermo-mechanic properties of products was investigated and also the metal powder was was characterizated. In experimental procedure pure schelitte and tungsten wire draft scraps are used as starting material. The APT and schelating agent added adic leach processes are used for blue oxide production. Blue oxides are reduced at three different temperatures of 800 0C, 900 0C and 1000 0C after the doping process. The powders reduced at evelated temperatures are examined and the non-sag properties of powders was investigated. The non-sag capability of blue oxides produced from acidic leach process was determined. The increases in reduction temperature, affects the grain morphology and grain size in negative way. The grain growth preventation properties of dopants loose their importance in reductions applied at high temperatures.