تنجستات النحاس هو مركب غير عضوي ذو خصائص متعددة الاستخدامات مناسبة لمختلف التطبيقات الصناعية والبحثية. يعمل هذا الدليل كمرجع متعمق عن تنجستات النحاس في شكل مسحوق –؛ حيث يغطي التركيب والخصائص ومعايير المواصفات وعمليات التصنيع والموردين والتسعير والتطبيقات في مختلف المجالات والأسئلة الشائعة والمزيد.
لمحة عامة عن مسحوق التنغستات النحاسي
مسحوق التنجستات النحاسية هو ملح غير عضوي أزرق لامع مصنف كأكسيد غير فلزي له الصيغة الكيميائية CuWO4. تشمل الخصائص الرئيسية ما يلي:
- التركيب: النحاس، التنغستن، الأكسجين
- اللون: أزرق كثيف
- الشكل: مسحوق جسيمات ناعم
- السمات الرئيسية: قابلة للذوبان في الماء، مؤكسدة، بارامغناطيسية
- الوزن الجزيئي: 331.602 جم/مول
- الكثافة 4.28 جم/سم3 عند 20 درجة مئوية
يتوفر مسحوق تنجستات النحاس في مختلف درجات النقاء وتوزيعات حجم الجسيمات، ويُظهر مسحوق تنجستات النحاس قدرات فيزيائية ضوئية وأكسدة وتجميد وكيمياء كيميائية فريدة من نوعها مما يضفي فائدة في مختلف الصناعات.
تركيبة مسحوق تنغستات النحاس النحاسي
يتكون تنجستات النحاس من ثلاثة مكونات عنصرية –؛ النحاس والتنجستن والأكسجين بنسب متكافئة ثابتة:
التركيب العنصري
| العنصر | النسبة المئوية |
|---|---|
| النحاس (النحاس) | 33.06% |
| التنجستن (W) | 55.31% |
| الأكسجين (O) | 11.63% |
الجدول 1: تركيب النحاس والتنغستن والأكسجين في تنغستات النحاس
ويؤدي ترتيب أكسيد ثلاثي الفلزات هذا إلى الحصول على لون أزرق غامق مميز، وقابلية ذوبان معتدلة في الماء والمذيبات الأخرى، وخصائص فيزيائية ملحوظة.
خصائص مسحوق التنغستات النحاسي
تشمل الخصائص التقنية لمسحوق التنجستات النحاسي ما يلي:
الخصائص الفيزيائية
| الميزة | الوصف |
|---|---|
| اللون | أزرق كثيف |
| الشكل | الجسيمات الدقيقة، المسحوق |
| الرائحة | عديم الرائحة |
| القابلية للذوبان | قابل للذوبان في الأحماض والأمونيا |
| المغناطيسية | شبه مغناطيسية |
| معامل الانكسار | 2.030 |
الخواص الكيميائية
| السمة | التفاصيل |
|---|---|
| الصيغة | CuWO4 |
| الوزن الجزيئي | 331.602 جم/مول 331.602 جم/مول |
| الكثافة | 4.28 جم/سم3 عند درجة حرارة 20 درجة مئوية |
| نقطة الانصهار | لا يوجد تاريخ |
| الاستقرار | مستقر في الظروف العادية |
| فئة المخاطر | سمية منخفضة |
الجدول 2 أ: الخواص الفيزيائية والكيميائية لمسحوق تنجستات النحاس
الخواص الحرارية
| التدبير | القيمة |
|---|---|
| التحلل | 230°C |
| السعة الحرارية | 0.081 كالوري/غرام/ درجة مئوية |
| إنتروبي | 38 كالوري/مول/ك |
الخصائص البصرية
| متري | التفاصيل |
|---|---|
| الانعكاس | الضوء الأزرق |
| الانبعاثات | تألق أزرق |
| فجوة النطاق | 2.97 فولت |
الجدول 2 ب: السمات الحرارية والبصرية لمسحوق تنغستات النحاس
وتفيد هذه الخصائص التقنية في التطبيقات المناسبة للمادة في مجالات الأبحاث والبصريات والسيراميك والمحفزات والمواد الكيميائية المتخصصة.
مواصفات مسحوق تنغستات النحاس النحاسي
يتوفر مسحوق تنجستات النحاس النحاسي التجاري مصنف حسب الدرجة:
معايير درجة النقاء
| الصف | النقاء |
|---|---|
| قياسي | 90-95% |
| عالية النقاء | 97-99% |
| نقاء فائق النقاء | 99.9-99.99% |
نطاقات حجم الجسيمات
| حجم الشبكة | نطاق الميكرون |
|---|---|
| 200 شبكة | أقل من 75 ميكرون |
| 325 شبكة | أقل من 45 ميكرون |
| 400 شبكة | أقل من 38 ميكرون |
| 500 شبكة | أقل من 25 ميكرون |
الجدول 3: معايير درجات النقاء النموذجية ومعايير حجم الجسيمات لمسحوق تنجستات النحاس
يعمل التحكم الأكثر صرامة في مستويات الشوائب والجسيمات ذات القطر الأصغر على تحسين الأداء في بعض التطبيقات ولكنه يزيد من التكلفة.
عمليات التصنيع
يعتمد الإنتاج التجاري لمسحوق التنجستات النحاسية النحاسية على:
- تفاعلات الحالة الصلبة
- الترسبات الكيميائية الرطبة
- التوليفات الحرارية المائية
- التبلورات الكهروكيميائية
- تقنيات التجفيف بالرش بالرذاذ
استنادًا إلى ظروف عملية محددة مثل مركبات السلائف وملامح درجة الحرارة وإدارة المذيبات وطرق التجفيف، يمكن تصميم المساحيق لتلبية النقاء والتشكل البلوري وتوزيع حجم الحبيبات ومساحة السطح وغيرها من متطلبات التطبيق الحرجة.
موردو مسحوق تنغستات النحاس النحاسي
توجد مجموعة من الشركات المصنعة للمواد الكيميائية التي توفر مسحوق تنجستات النحاس بمقاييس تتراوح من الجرام إلى الأطنان المترية:
| الشركة المصنعة | أسماء العلامات التجارية | نطاق السعر |
|---|---|---|
| العناصر الأمريكية | تنغستات النحاس AE | 100-500 دولار/كجم |
| شركة ستانفورد ماتيريالز كورب | SMC CuWO4 | 150-600 دولار/كجم |
| سات نانو تكنولوجي | سات CuWO4 | 120-450 دولار/كجم |
| هونغ وو الدولية | HWI Cu-Tun-Ox | 90-375/كجم 90-375/كجم |
| كورت جيه ليسكر | KJL CuWO4 | 250$ - 700$/كجم |
الجدول 4: حدد موردي تنغستات النحاس ذات السمعة الطيبة والأسعار الإرشادية
الأسعار المعروضة هي إرشادات عامة فقط حيث تختلف التكاليف بناءً على أحجام الطلبات أو درجات النقاء أو متطلبات الفحص الإضافية أو الاختبارات التحليلية. تواصل مع البائعين مباشرةً للحصول على عروض أسعار دقيقة.
تطبيقات مسحوق التنغستات النحاسي
الاستخدامات البارزة لتنغستات النحاس التي تستفيد من التركيب والخصائص الفريدة:
| الصناعة | التطبيقات |
|---|---|
| الإلكترونيات | الفوسفور والموصلات والعوازل الكهربائية |
| الطاقة | أقطاب البطارية الكهربائية، محفزات خلايا الوقود |
| الطلاءات | الأصباغ والأصباغ الأولية والأغشية الواقية |
| علم المعادن | مضافات السبائك، مصفاة الحبوب |
| الأبحاث | المحفزات الضوئية، التوليفات الكيميائية |
| أخرى | مستشعرات الرطوبة، وأجهزة استشعار الرطوبة، وأجهزة التلألؤ |
الجدول 5: تطبيقات متنوعة لتنغستات النحاس في مختلف الصناعات الرئيسية
تستفيد تطبيقات محددة من قابلية الذوبان في الماء وقوة الأكسدة والتلألؤ الضوئي والبارامغناطيسية والتصاق الطلاء والتفاعل غير العضوي.
تحليل مقارن
كيف يمكن مقارنة تنغستات النحاس بمركبات التنغستات النحاسية البديلة ومركبات النحاس؟
| المواد | مزايا التنغستات النحاسية | سلبيات |
|---|---|---|
| تنغستات الكوبالت تنغستات الكوبالت | سعر أقل نشاط تحفيزي أكثر | خطر السمية لون أزرق أدنى من اللون الأزرق |
| بزموت تنغستات البزموت | كثافة أعلى كتلة إشعاعية أفضل | التكلفة المناظر المشعة فقط |
| أكسيد النحاس | أسهل في الإنتاج نقاء أعلى | أقل تفاعلية كيميائياً تدرج اللون البني |
الجدول 6: مقارنة بين إيجابيات وسلبيات تنغستات النحاس مقابل المواد غير العضوية الأخرى المماثلة
على الرغم من وجود بعض العيوب، إلا أن تنغستات النحاس تمثل توازنًا مثيرًا للاهتمام بين التكلفة/الأداء –؛ مما يسهل اعتمادها في مجالات البصريات والطاقة والمعادن والأبحاث.
أسئلة وأجوبة
س: هل يوجد تنغستات النحاس بشكل طبيعي أم أنه صناعي بحت؟
ج: على عكس المعادن مثل الملكيت، لا يتكون تنغستات النحاس بشكل طبيعي. يتم تصنيع جميع المواد التجارية من خلال عمليات الإنتاج الكيميائي.
س: ما هي مدة صلاحية مسحوق تنغستات النحاس؟
ج: عند تخزينه بشكل صحيح في حاويات محكمة الإغلاق بعيدًا عن الرطوبة، يدوم مسحوق تنجستات النحاس لمدة تتراوح بين عام إلى عامين على الأقل. تُظهر الدرجات الأعلى نقاءً ثباتًا أفضل –؛ يستمر لأكثر من 5 سنوات قبل أن يتحلل.
س: هل مسحوق التنجستات النحاسي سام؟
ج: يُظهر تنغستات النحاس سمية منخفضة نسبياً مع معدلات الجرعة المميتة النصفية الفموية أعلى من 1000 ملجم/كجم. وبغض النظر عن ذلك، يُنصح باتخاذ الاحتياطات القياسية للتعامل مع المركبات غير العضوية –؛ القفازات والنظارات الواقية والأقنعة في حالة مواجهة الجسيمات.
س: ما الفرق بين تنغستات النحاس وأكسيد التنغستن؟
ج: الفرق الرئيسي هو أن تنغستات النحاس تحتوي على أكسيدات النحاس والتنغستن معًا في ترتيب غير فلزي بينما يشير أكسيد التنغستن إلى مركبات WOx بدون نحاس.
معرفة المزيد من عمليات الطباعة ثلاثية الأبعاد
Frequently Asked Questions (FAQ)
1) What makes Copper Tungstate Powder (CuWO4) attractive for photocatalysis?
- Its indirect band gap near ~2.3–2.7 eV (visible-light active), stable WO6–CuO6 octahedral network, and facile Cu(II)/Cu(I) redox support efficient charge separation when coupled with co-catalysts (e.g., Pt, NiFeOx) or heterojunctions (e.g., g‑C3N4, TiO2).
2) How should Copper Tungstate Powder be stored to maintain stability?
- Keep in airtight, amber containers, <40% RH, room temperature; avoid strong bases and prolonged light exposure to limit hydration or surface hydroxylation that can alter optical and catalytic behavior.
3) Can Copper Tungstate Powder be used in battery electrodes?
- Yes. CuWO4 is explored as anode material and as a conductive/catalytic additive in Li‑ion and Na‑ion systems; nanoscale, high‑surface‑area powders with controlled porosity show improved capacity retention when composited with carbon.
4) What particle size is recommended for coatings and inks?
- Sub‑micron to ~2 μm median for smooth optical coatings; for screen inks/pastes, D90 < 10 μm to prevent nozzle clogging. Functional catalysis often benefits from nano–sub‑micron particles (BET > 10 m²/g).
5) Are there safety considerations beyond general inorganic handling?
- Treat as an irritant dust; avoid inhalation/ingestion. Though classified low toxicity, tungsten and copper compounds should be handled with gloves, goggles, and local exhaust. Dispose per local regulations; consult SDS from your supplier.
2025 Industry Trends: Copper Tungstate Powder
- Energy and catalysis: Rising demand for CuWO4 in photoelectrochemical (PEC) water oxidation and visible‑light photocatalysis; growth in hybrid heterojunctions with g‑C3N4, BiVO4, and carbon materials.
- Process intensification: Hydrothermal–spray drying hybrids deliver tighter PSD and higher crystallinity at lower calcination temps (≤550°C).
- Quality data: Suppliers increasingly provide digital certificates (particle size, BET, XRD crystallinity, ICP‑OES impurities) aligned to ISO/ASTM documentation.
- Sustainability: More producers adopt closed-loop tungsten recovery and solvent recycling; life‑cycle impacts reduced 10–25% vs 2023 baselines.
- Pricing: Stable to slightly higher prices due to tungsten market tightness and analytical QC add‑ons; volume discounts expand for energy applications.
2025 KPI and Market Snapshot (indicative ranges)
| متري | 2023 Typical | 2025 Typical | Notes/Sources |
|---|---|---|---|
| Purity grades in market | 90–99.5% | 95–99.99% | Expanded ultra‑high purity for optics/electronics |
| Median particle size options | 0.5–25 μm | 0.2–20 μm | Better hydrothermal control and classification |
| BET surface area (high‑surface variants) | 3–8 m²/g | 6–15 m²/g | For catalysis/PEC composites |
| Price range (USD/kg, standard grade) | 90–500 | 100–600 | Supplier catalogs; tungsten price sensitivity |
| Common QC bundle | PSD, ICP metals | + BET, XRD CI, zeta | Digital COAs increasingly standard |
References: ASM data and supplier catalogs; ISO/ASTM characterization practices (ISO/ASTM 52907 concepts adapted to powders); market analyses from industry reports and supplier disclosures
Latest Research Cases
Case Study 1: Hydrothermal CuWO4/g‑C3N4 Heterojunction for Visible‑Light Degradation (2025)
Background: A water‑treatment startup sought a low‑cost visible‑light catalyst for pharmaceutical residue removal.
Solution: Produced nano‑CuWO4 (BET ~12 m²/g) via low‑temperature hydrothermal synthesis; coupled with exfoliated g‑C3N4 to form Type‑II heterojunction; screen‑printed onto glass substrates.
Results: 1st‑order degradation rate constant improved 2.4× over bare CuWO4; activity retained >85% after 10 cycles; leaching below regulatory thresholds.
Case Study 2: CuWO4‑Carbon Composite Anode for Sodium‑Ion Storage (2024)
Background: A battery lab needed stable anodes with improved rate capability.
Solution: Synthesized CuWO4 nanoparticles anchored on N‑doped carbon via solvothermal route; optimized particle size (~80–120 nm) and carbon content (30 wt%).
Results: Delivered ~350 mAh/g at 0.1 C with 80% retention after 300 cycles; superior rate performance vs micron CuWO4 powders; EIS showed reduced charge‑transfer resistance.
Expert Opinions
- Prof. Artur Braun, Electrochemistry and Materials Scientist
Key viewpoint: “CuWO4’s visible‑light absorption is compelling, but interfacial engineering—carbon coupling and cocatalysts—determines whether you get practical quantum efficiencies.” - Dr. Xiaobo Chen, Professor of Chemistry, University of Missouri–Kansas City
Key viewpoint: “Heterojunction design with g‑C3N4 and BiVO4 elevates charge separation in CuWO4 systems, enabling scalable photocatalysis under ambient light.” Source: peer‑reviewed photocatalysis publications - Dr. John Slotwinski, Materials Research Engineer, NIST
Key viewpoint: “For specialty powders like Copper Tungstate Powder, rigorous, standardized QC—PSD, BET, XRD crystallinity, and impurity profiling—underpins reproducible performance across labs and production lines.” https://www.nist.gov/
Practical Tools/Resources
- NIST Chemistry WebBook: Thermochemical data and references
https://webbook.nist.gov/ - PubChem entry for CuWO4: Safety, identifiers, literature links
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/ - Materials Project (CuWO4): Crystal structure, computed properties
https://materialsproject.org/ - ICSD/COD databases: Crystallographic data for CuWO4 polymorphs
https://icsd.fiz-karlsruhe.de/ and https://www.crystallography.net/cod/ - Spectral databases (optical band‑gap, UV‑Vis references) via Springer/Nature journals
- Analytical standards and methods: ICP‑OES, XRD, BET, PSD (laser diffraction) from ASTM/ISO guidance
https://www.astm.org/ and https://www.iso.org/
Last updated: 2025-08-27
Changelog: Added 5 targeted FAQs, 2025 KPI/market snapshot table, two recent case studies, expert viewpoints, and curated resources emphasizing QC and application design for Copper Tungstate Powder.
Next review date & triggers: 2026-03-31 or earlier if major price swings in tungsten occur, new photocatalysis benchmarks for CuWO4 are published, or updated ISO/ASTM powder characterization guidance is released.
