鎢合金屏蔽件可以很好的保護人們，避免有害輻射。與 AMS 21014 和 ASTM B777 材料標准相符。鎢合金屏蔽件的運用如下；

1.放射性源盛放器

2.伽馬輻射屏蔽

3.屏蔽塊

4.石油鑽井設備

5.X射線瞄准儀

6.鎢合金PET 屏蔽件

7.癌症治療設備屏蔽

鎢合金材料的性能如下：

材料化學性能    90WNiFe    90WNiCu    92.5WNiFe    95WNiFe    95WNiCu
密度 (g/cm3)    17.1    17.0    17.5    18.0    18.0

硬度(HRC)    25    25    26    27    28

極限抗拉強度 (kpsi)    120    110    115    110    100

屈服抗拉強度 (kpsi)    85    75    80    80    75

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高性能鎢錸合金項目的作用意義（直接經濟效益和社會效益）

1）直接經濟效益：2008年，生產鎢錸絲1000萬米以上，粗絲總成品率高於75﹪；銷售收入200萬元，利潤50萬元；2009年，實現產業化。

2）社會意義：鎢-3錸鎢錸合金絲主要用於電子槍、TCD熱絲、封裝測試探針卡等，由於合金中錸元素分佈的均勻性和加工難度高，產品大多依賴進口，本項目通過改進工藝水準和裝備水準，成功製備出鎢錸合金絲，並實現批量生產，滿足國內下游廠家的使用要求，替代進口鎢錸絲，填補了國內空白，豐富了高端鎢產品的品種，促進我國向鎢深加工強國發展。

高性能鎢錸合金項目的推廣應用前景

本項目已實現批量生產，並實現良好的經濟效益，產品主要應用於電子槍、TCD熱絲、封裝測試探針卡等。近年來，我國的晶片集成生產飛速發展，我國逐漸成為晶片生產製造基地，封裝測試對測試探針卡的需求越來越強，為本專案封裝測試探針卡用鎢錸絲提供了廣闊的發展前景。

鎢錸合金優異的熱電特性和高的熔點，使得它成為接觸法測溫上限最高的材料，可測量2800℃的高溫。作為快速熱電偶，在冶金工業中利用鎢錸熱電偶測量鋼水和鐵水的溫度，在化學工業中則可用鎢錸熱電偶代替昂貴的鉑銠熱電偶。這樣既有利於大幅度地降低成本，又能為鎢錸合金開拓更廣泛的應用途徑。由鎢錸合金絲組合成的熱電偶，能測量的溫度上限接近富錸電極的熔點。同其他熱電偶比較，鎢錸熱電偶的輸出熱電勢最大，靈敏度最高，熱電勢隨錸含量的增高而提高。

由此，項目的完成實現了鎢-3錸鎢錸合金絲的批量生產，在下一階段，在鎢-3錸鎢錸合金絲製備技術的基礎上，通過設備改進和工藝探索，累積成功的經驗和資料，將為其他種類的鎢合金的後期研發奠定堅實技術，實現鎢-20錸和鎢-26錸鎢錸合金絲的批量生產，有步驟地擴展公司鎢錸合金產品的種類和產品品質，依靠技術儲備來提高公司競爭力和利潤，取代高端進口鎢錸絲。


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鎢合金注射器屏蔽件在醫療中常用作同位素示蹤法來監測藥物的功效的注射儀器。同位素示蹤法是利用放射性核素作爲示蹤劑對研究對象進行標記的微量分析方法。

同位素示蹤法（isotopic tracer method）是利用放射性核素作爲示蹤劑對研究對象進行標記的微量分析方法，示蹤實驗的創建者是Hevesy。Hevesy于1293年首先用天然放射性212Pb研究鉛鹽在豆科植物內的分布和轉移。繼後Jolit和Curie于'年發現了人工放射性，以及其後生産方法的建立（加速器、反應堆等），爲放射性同位素示蹤法的更快的發展和廣泛應用提供了基本的條件和有力的保障。

同位素示蹤所利用的放射性核素（或穩定性核素）及它們的化合物，與自然界存在的相應普通元素及其化合物之間的化學性質和生物學性質是相同的，只是具有不同的核物理性質。因此，就可以用同位素作爲一種標記，制成含有同位素的標記化合物（如標記食物，藥物和代謝物質等）代替相應的非標記化合物。利用放射性同位素不斷地放出特征射線的核物理性質，就可以用核探測器隨時追蹤它在體內或體外的位置、數量及其轉變等，穩定性同位素雖然不釋放射線，但可以利用它與普通相應同位素的質量之差，通過質譜儀，氣相層析儀，核磁共振等質量分析儀器來測定。放射性同位素和穩定性同位素都可作爲示蹤劑（tracer），但是，穩定性同位素作爲示蹤劑其靈敏度較低，可獲得的種類少，價格較昂貴，其應用範圍受到限制；而用放射性同位素作爲示蹤劑不僅靈敏度，測量方法簡便易行，能准確地定量，准確地定位及符合所研究對象的生理條件等特點：

放射性示蹤法靈敏度高，可測到10-14－10-18克水平，即可以從1015個非放射性原子中檢出一個放射性原子。它比目前較敏感的重量分析天平要敏感108-107倍，而迄今最准確的化學分析法很難測定到10-12克水平。
 

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鎢-3錸鎢錸合金絲主要用於電子槍、TCD熱絲、封裝測試探針卡等，由於合金中錸元素分佈的均勻性和加工難度高，產品大多依賴進口，本項目通過改進工藝水準和裝備水準，成功製備出鎢錸合金絲，並實現批量生產，滿足國內下游廠家的使用要求，替代進口鎢錸絲，主要應用於電子技術、高溫合金技術和航空航太技術等方面：

電子管材料常常受到溫度變化的影響和強烈的振動，電子管燈絲採用的鎢錸合金絲，成分範圍較寬。要求高溫抗下垂性能優異的燈絲，一般採用摻雜鎢-3錸鎢錸合金絲，要求低溫延展性好的燈絲，一般採用鎢-20錸和鎢-25錸鎢錸合金絲。人造衛星電子管要求長壽命、高可靠、抗振動，發射衛星時，電子管一般要承受5-8G的重力加速度， 燈絲材料需要鎢-3錸鎢錸合金絲作為燈絲才能滿足使用要求。

醫用治療機和工業探傷機的加速電子槍的加熱燈絲必須使用鎢錸合金絲，在保證性能要求的同時，滿足了長壽命要求。

高壓整流管的折疊式燈絲選用鎢錸合金絲製作，不脆、劈斷裂，整流管電參數一致性好。
鎢錸合金還應用于X－射線管陽極靶靶面，輻射效果好、抗電子衝擊性能好，焦徑損失小、焦點小、減小陽極角，是優良的旋轉陽極材料。鎢錸合金靶既具有鎢靶的高的穿透能力，又具有鉬靶單色性好的特點，在實際應用中，使用低電壓時，適用於不同厚度的軟組織、非金屬和輕金屬的軟X射線照片，具有良好的效果；使用高電壓時，具有與鎢靶相同的效果，作為靶材具有多用途。

電器開關常用許多觸點材料，入汽車喇叭觸點和點火觸點、電壓調節器觸點、電話機觸點等。在工作時，各對觸點相互摩擦和電火花腐蝕以及高頻次接觸等特點，觸點材料應滿足下如下要求，如材料的接觸電阻小、電弧的伏安特性小和侵蝕率小等，鎢錸合金用於觸點材料是近年來開發的新產品，其性能可以與鉑、銠等貴金屬觸點材料相媲美。

總之，鎢錸合金材料廣泛應用於電阻技術、熱力控制、現代核子技術、宇宙航行技術、高溫技術、儀器儀錶、電真空、電接觸和耐磨材料等領域。

高性能鎢錸合金項目的完成實現了鎢-3錸鎢錸合金絲的批量生產，但僅此一種型號的鎢錸絲無法進入高溫測溫熱電偶行業，在下一階段，在鎢-3錸鎢錸合金絲製備技術的基礎上，通過設備改進和工藝探索，累積成功的經驗和資料，將為其他種類的鎢合金的後期研發奠定堅實技術，實現鎢-20錸和鎢-26錸鎢錸合金絲的批量生產。


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鎢錸熱電偶是60年代發展起來的一種高溫熱電偶，有鎢/(鎢-26錸),(鎢-3錸)/(鎢-25錸),(鎢-5錸)/(鎢-26錸)和(鎢-5錸)/(鎢-20錸)等。長期使用溫度為2000～2400℃，短期使用最高可達3000℃。在低溫熱電偶中，(銅-2.1鈷)/Cu熱電偶,在10K以上的熱電勢率大於10μV/K;金中含有微量(約0.07原子百分比)鐵的合金與鎳鉻合金組成的熱電偶,在液氦溫度(4K)的熱電勢率大於10μV/K，都是較好的。 (鉑-0.1鉬)/(鉑-5鉬)、(鉑-1鉬)/(鉑-5鉬)以及用鎢和0.5～1 (原子百分比)鋨的合金與鎢和錸的合金組成熱電偶等可在核輻照條件下使用。除金屬材料外，石墨和難熔化合物等非金屬材料也可作為高溫熱電偶。此類材料的優點是熔點高，高溫性能穩定，熱電勢和熱電勢率高等；缺點是材料脆，石墨易於吸潮而改變熱電性,重複性差,還處於研究發展之中。這類熱電偶有碳/石墨，石墨/碳化物，碳化物/碳化物等。

鎢錸熱電偶！一般在真空或者還原性氣氛中使用，如果傳輸距離長，也需要專門的補償導線。

鎢錸熱電偶作為一種性能優良的高溫測量用感測器,最高使用溫度可以達到2800℃,是目前可測得1800℃以上溫度較好的接觸式工業熱電偶,被廣泛應用於航空發動機的尾焰探測、石油化工的重油裂解爐、煤氣化爐、冶金氣氛爐、核電反應堆堆芯溫度的測量等.鎢錸熱電偶絲在惰性氣體和乾燥的氫氣中熱電性能穩定,但在氧化氣氛下極易氧化,在不同的氧分壓下呈線性氧化規律,當某一極完全氧化而導致材料性質發生質變時,就會引發其熱電性質的根本改變。

1.為了能使鎢錸熱電偶絲應用於氧化氣氛中,國內外學者進行了大量的研究,採用各種防氧化技術使其能應用於氧化氣氛,例如,塗層保護法、抽空密封保護法、抽空充氣密封保護法、填充密封保護法等。

2.但是關於鎢錸熱電偶絲在氮氣、高溫含碳環境中的穩定性研究尚未見報導,本研究通過對現場失效的鎢錸熱電偶進行分析,討論在氮氣、高溫含碳環境中,鎢錸熱電偶失效的原因,具有明顯的理論意義與實用價值!

熱電偶的種類非常繁多，國內工業熱電偶的使用非常廣泛，針對目前產品的品質和分類，生產廠家的不同，產品的品質和性能都有不同的問題存在，隨著技術的不斷提升，產品的使用壽命和品質都有著長足的進步！


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1.簡介

鎢合金屏蔽罐是用于醫療中盛放放射性藥物的容器。

2.用途

放射性藥物指含有放射性核素供醫學診斷和治療用的一類特殊藥物。用于機體內進行醫學診斷或治療的含放射性核素標記的化合物或生物制劑。如發射純β-射線的放射性治療藥物;P、Sr、0Y等。鎢合金屏蔽罐主要用于屏蔽醫療用放射性針劑、藥品、和X，伽馬射線等放射一起的放射源材料。鎢合金屏蔽罐也用于地質勘探等放射性材料的屏蔽。

3制作材料

研究發現金屬的高密度性質對輻射有很好的屏蔽效應，並且隨著金屬的密度的增大對輻射的屏蔽性也越好。在現有可用金屬中只有鎢和鉛在制作屏蔽罐行業用得比較多。金屬鉛用的比較早，但在長期使用過程中也暴露出一些問題。鉛本身和其化合物對人體各組織均有毒性，中毒途經可由呼吸道吸入其蒸氣或粉塵，然後呼吸道中吞噬細胞將其迅速帶至血液；或經消化道吸收，進入血循環而發生中毒。中毒者一般有鉛及鉛化物接觸史。口服;-克可致中毒，0克可致死。也正是這樣有關部門正在大力研究鉛的替代物質，並逐漸取消鉛的使用。在這種背景下鎢漸漸被重視起來。在制作屏蔽罐産品中一般使用高比重鎢合金，因爲鎢合金的密度可以達到很大。

鎢合金和鉛材料相比鎢合金表現出更加環保的特性。鎢本身不具毒性也不會産出放射性物質。並且鎢合金以加工，鎢儲量豐富。

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為了解決鎢錸熱電偶在實際使用中遇到的問題,本文探討了鎢錸熱電偶在空氣中的高溫穩定性規律。研究結果發現:鎢錸熱電偶由於某一極完全氧化而導致材料性質發生了質變,從而引發了與之相應的熱電性質的根本改變;首次揭示出鎢錸熱電偶兩極的穩定性在不同溫度下是不同的;發現了鎢錸熱電偶的體電阻與熱電勢具有同時突變的特性,從而,可以通過測量電阻變化對其壽命進行預報。本項研究結果為鎢錸熱電偶的生產及合理使用提供了理論依據。

鎢錸熱電偶是五十年代發展起來的傑出的難熔金屬熱電偶,是目前可測到1800℃以上的較好的工業熱電偶。由於鉑銠熱電偶價格上漲,用戶迫切需要尋找替代產品,致使抗氧化鎢錸熱電偶的開發十分活躍,是目前測溫領域的研究熱點。現在,國內已生產出各種形式的抗氧化鎢錸熱電偶,每年到少有幾千支用在冶金、建材、石化等行業,並呈現出廣闊的應用前景。我國鎢的儲量及產量均為世界第一,而且有關抗氧化鎢錸熱電偶及消耗型鎢錸熱電偶的開發與應用在世界也處於領先地位。為了解決鎢錸熱電偶在實際使用中出現的問題,人們曾探討過在非氧化性氣氛中的穩定性;但在氧化性氣氛中的穩定性研究尚未見報導,這是抗氧化鎢錸熱電偶出現後的新課題,具有明顯的理論意義與實用價值。


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為了與實際應用相一致,本實驗採用國內外主要絲材生產廠提供的鎢錸熱電偶絲作為研究物件,將正、負極匹配成長45cm的熱電偶,兩極間用高純Al2O3絕緣管絕緣,工作端裸露在空氣中。實驗中,將鎢錸熱電偶的工作端置於加熱爐體的恒溫帶中,參考端處於室溫,其波動在±5℃以內。用高精度數位電壓表對熱電偶的熱電勢和體電阻進行即時檢測,以考察熱電偶穩定性在不同溫度下的變化規律,並用高純鉑絲作參比電極比較了鎢錸熱電偶正負極的相對穩定性,同時利用電子探針和金相顯微分析技術研究了熱電偶熱電勢變化的原因。

鎢錸熱電偶的熱電勢EMF和體電阻R在氧化過程中隨時間t的變化表現出明顯的突變性。在突變發生前非常穩定;熱電勢和體電阻在相同的溫度下發生突變。其方向隨溫度的不同而異:800℃和900℃時,熱電勢發生正漂;1000℃時發生負漂。

熱電勢的突變性再次表現出來,且均發生負漂。但兩極發生熱電勢突變的時間是不同的,正極熱電勢首先發生變化,然後是負極。可以看出,在相同條件下,其穩定性變化規律與國產絲材相同,亦未發現較國產絲材有明顯的優越性,這說明我國絲材的穩定性已經達到國際同類產品的先進水準。


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1.鎢錸熱電偶正、負極穩定性比較

鎢錸熱電偶在空氣中氧化一定的時間後會發生熱電勢突變,而構成正、負極的鎢-3%錸和鎢-25%錸合金的氧化速度是不同的。因而可以預見,它們對熱電偶的穩定性將產生不同的影響。從圖1可以看出:鎢錸熱電偶正負極具有不同的穩定性。1000℃時,鎢錸3極穩定性差,首先發生熱電勢的突變,而鎢錸25極穩定性較好,稍後才發生突變。正負極穩定性的差異是與兩種鎢錸合金氧化行為相一致的。800、900℃時,隨著錸含量的減少,鎢錸合金的抗氧化能力增強。鎢-3%錸因形成附著性相對較好的層狀結構氧化膜而具有低於鎢-25%錸的腐蝕速度;1000℃時,錸含量越高,合金的抗氧化性越強。鎢-25%錸由於發生氧化層的燒結反應形成雙層結構的氧化膜,外層是富鎢少錸的氧化物薄層,內層是較緻密的鎢、錸氧化物混合層,與基體相比,錸有所富集。燒結反應使氧化膜變得較緻密,提高了鎢-25%錸在1000℃的抗氧化能力,腐蝕速率低於鎢-3%錸。所以,鎢錸3極在1000℃的穩定性較差,最先發生熱電勢的突變。因此,正負極穩定性變化的先後正是氧化速度高低的直接反映。

2.鎢錸熱電熱偶熱電勢突變的原因

在進行正負極相對穩定性實驗的同時,採用兩根0·8mm的鎳鉻絲分別懸吊長2cm的鎢-3%錸和鎢-25%錸合金絲各一組,與熱電偶的工作端同置於1000℃的恒溫區中,當發生第一次熱電勢突變時取一組樣品,第二次突變時再取出另一組樣品,分別進行電子探針分析。結果表明:第一次熱電勢突變時刻,正極鎢-3%錸合金已經完全氧化,而負極鎢-25%錸合金絲心部仍有合金相。第二次熱電勢發生突變時,負極的合金相則也已全部氧化〔1〕。由此可見,鎢錸熱電偶的熱電勢突變是由於正負極的氧化所致。

為了進一步確認上述現象,在進行整體熱電偶穩定性實驗時,取出突變時刻的熱電偶,將其工作端製成金相試樣。根據我們對1000℃鎢錸熱電偶剛剛發生電勢突變時刻工作端金相形貌所作的分析,熱電偶電勢突變不是合金元素選擇性氧化導致成分變化引起的,而是熱電偶的某一極因氧化而由原來的鎢錸合金完全變成了氧化物。這是一種成分的質變,即由合金變成了氧化物,這種現象是與鎢錸合金的高溫氧化行為相一致的。在實驗條件下,由於錸和鎢氧化物的揮發,導致鎢錸合金災難性氧化而遵循一種開裂線性氧化規律。氧化過程中形成開裂、疏鬆的氧化物層,對氧的擴散難以構成阻力,使氧化反應發生在金屬/氧化層介面上;由於錸對氧的親和力遠小於鎢,且其生成的氧化物具有較大的蒸汽因而鎢錸合金在氧化過程中不會發生錸的選擇性氧化,它的氧化層均是由鎢和錸的氧化物混合而成。因而,在氧化氣氛下,不存在選擇性氧化引起金屬陽離子的擴散而導致的合金成分的逐漸改變。這樣,隨著氧化過程的進行,合金絲的截面不斷收縮,但成分未變,直到最終完全氧化成氧化物時,材料的性質發生了根本改變,與之密切相關的熱電性質也完全改變,從而導致了鎢錸熱電偶熱電勢的突變。通過上述實驗,首次揭示了鎢錸熱電偶電勢突變的本質。另外,由於鎢錸合金氧化後生成的三氧化錸具有很高的導電率,致使已經失效的鎢錸熱電偶回路中仍然出現熱電勢的假像,這就解決了長期以來懸而未決的難題。

3.鎢錸熱電偶的防氧化技術與抗氧化鎢錸熱電偶

鎢錸熱電偶在空氣中影響熱電勢不穩定的主要因素是氧化,而為了替代鉑銠熱電偶又只能在氧化性氣氛中工作,因此可採用如下防氧化技術:①塗層保護法;②抽空密封保護法;③抽空充氣密封保護法;④充填密封保護法。

塗層保護法在技術上尚存在一定問題，而抽空或充填密封保護法則已通過批量試驗,每年至少有千支以上抗氧化鎢錸熱電偶用於工業爐窯的溫度測量。由於在保護管內人為地創造出適於鎢錸熱電偶工作的非氧化氣氛,因此抗氧化鎢錸熱電偶的長期穩定性較好。作者採用專利技術生產的實體型抗氧化鎢錸熱電偶,經在鞍鋼燒結廠球團加熱爐(氧化性氣氛)中使用7個月(5000h),取出後的檢定結果表明,它性能穩定,精度達1%,並可繼續使用。


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探討了鎢錸熱電偶在高溫空氣中的熱電穩定性,得出如下規律性結論:

(1)鎢錸熱電偶在空氣中,由於高溫氧化,引起熱電勢突變而導致熱電偶失效。其中,在1000℃時,熱電勢發生負漂;800℃和900℃時,熱電勢發生正漂。

(2)鎢錸熱電偶各極的穩定性是不同的:1000℃正極不穩定,首先發生熱電勢負漂;800℃和900℃時,負極不穩定,首先發生熱電勢負漂。

(3)鎢錸熱電偶的熱電動勢突然失效的原因,不是合金元素的選擇性氧化所致,而是由於某一極合金絲完全氧化成氧化物,使材料性質發生了根本性改變。1000℃時是因其正極完全氧化引起鎢錸熱電偶突然失效;800℃和900℃時則是負極。

(4)鎢錸熱電偶突然失效時,熱電勢和體電阻同時突變。因而,可以通過電阻測量對其壽命進行預報。

(5)失效後的鎢錸熱電偶仍有熱電勢的假像,這是因其氧化產物三氧化錸具有很高導電率的緣故。


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