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氧化钨氢还原的热力学过程如反应中会出现什么物相和相关的反应方程式已经基本被研究清楚了,但是由于氢分子微小难以被实时监测的特性,氧化钨氢还原动力学特性仍然不甚明了,还原过程中的微观形貌演变过程也没有被详细的阐述,因此本文通过态密度泛函算法研究了氢分子自WO3(001)表面、W20O58(010)表面、W18O49(010)表面WO终止面扩散进入各自的晶格空隙的扩散过程,运用DMol3模块计算每个扩散过程的过渡态,探讨氢分子位置变化导致的性质变化。并进行蓝钨的氢还原实验,控制不同的氢气流速和温度,并进行XRD与FE-SEM分析,研究温度和氢气流速对蓝钨氢还原过程颗粒形貌变化的影响和颗粒尺寸的影响,得到如下结论:(1)氢分子氧化钨的扩散过程中氢分子始终没有与O原子或者W原子结合,氢分子可以完整的扩散进入氧化钨的内部,没有与氧化钨发生反应。氢分子在三种氧化钨中的扩散过程中一直都是负电荷,得到电子。从结构的计算分析中可以得出,过渡态结构氢分子态密度具有最多的极值峰,说明扩散过程中的过渡态结构氢分子与周围的W原子、O原子交互最强。(2)计算得到氢分子自WO3表面进入第一层晶格空隙的活化能为2.02eV,自第一层晶格空隙扩散进入第二层晶格空隙的活化能为0.924eV;氢分子自W20O58表面进入晶格空隙H的活化能为2.092eV,自晶格空隙H进入晶格空隙h的活化能为1.832eV;氢分子自W18O49表面进入晶格空隙A的活化能为2.024eV,自表面进入晶格空隙B的活化能为1.790eV。说明氢分子在没有外力的作用如高温高压下是不会自由扩散进入氧化钨晶格空隙内部的。(3)蓝钨氢还原过程中基本微观形貌变化如下:H2与蓝钨中O原子结合,导致W-O键断裂,形成多孔块状结构,随着反应的进行,在气相迁移机理作用下,逐渐在块状结构之外和表面形成新的成长晶核,反应时间越长,块状结构越少,而散落的细小颗粒则越来越多,一开始生成的细小颗粒则逐渐长大,并最终生成粒度不一的还原产物。(4)温度越高,蓝钨氢还原速度越快,同时蓝钨氢还原生成的W粉颗粒粒度也是随着温度的升高而增大,低温氢还原还原可得到较细的钨粉。(5)氢气流速越大,蓝钨氢还原速度越快,但氢气流速与生成的W粉粒度成负相关,与生成钨粉粒度的标准差成正相关,大氢气流速还原氧化钨可得到较细钨粉。