鈰是一種化學元素，它的化學符號是Ce，原子序數58，原子量140.115，屬於鑭系元素，也是稀土元素之一。元素名來源於小行星穀神星的英文名。1803年德國化學家克拉普羅特、瑞典化學家貝采利烏斯分別發現了鈰的氧化物。鈰的天然穩定同位素有4種：鈰136、138、140、142。鈰在地殼中的含量約0.0046%，是稀土元素中豐度最高的。灰色軟金屬。在獨居石中占稀土總量的40%以上。鈰化學性質活潑，在空氣中用刀刮即著火，溶於酸，不溶於堿。 鈰為鐵灰色金屬，有延展性，熔點799°C，沸點3426°C，密度6.657克/釐米³。鈰是除銪外稀土元素中最活潑的。鈰在室溫下很容易氧化；在冷水中緩慢分解，在熱水中反應加快；大多數鈰鹽及其溶液為橙紅色到橙黃色，具有反磁性和強氧化性。二氧化鈰用於拋光精密玻璃製品，也可做玻璃去色劑和用於生產有色玻璃，硝酸鈰用於製造白熾燈罩。

鈰鎢電極是在鎢基中添加稀土氧化鈰經過粉末冶金和壓延磨拋工序製作而成的鎢電極產品，是我國最早生產的無放射性鎢電極產品，該產品的特點是在低電流條件下有著優良的起弧性能，維弧電流較小。因此，它常用於管道，不銹鋼製品和細小精密部件的焊接。在低電流直流條件下或電極直徑在2.0mm以下，鈰鎢電極是釷鎢電極的首選替代品。


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不銹鋼焊條純鎢的熔點高（3650K）、電子發射能力強、彈性模量高、蒸汽壓低，最早被用作電子發射材料，但純鎢的發射效率很低，並且在高溫下再結晶形成等軸狀晶粒組織會變脆，易斷裂。為了克服上述缺點，各國材料工作者致力於研究和開發各種新型電極材料，以鎢為基，摻雜一些高熔點、電子逸出功率低的稀土金屬氧化物，即可提高再結晶溫度，又能啟動電子發射。但是，在以稀土鎢電極為研究方向的基礎上，儘管已經取得了一些成就，但從目前的全球市場來看，鎢電極的替換使用仍然任重而道遠。

在我國90年代，為了制取性能優良且無污染的鎢電極，在三氧化鎢粉末中添加氧化鑭，經過還原、壓制、垂熔、旋鍛、拉伸制得了鑭鎢電極。經分析，鑭鎢電極的電性能明顯優於鈰鎢和釷鎢電極，鑭鎢中的氧化鑭的遷移速率和蒸發速率低，能形成較好的燕尾搭接金相組織，具有良好的高溫抗蠕變性能。採用高能球磨和真空熱壓燒結工藝製備出塊體納米晶鎢-氧化鑭電極材料，研究了不同氧化鑭含量對納米晶鎢電極材料電性能的影響，同時用掃描電鏡和能譜儀測定了燃弧後電極尖端La的分佈及顯微組織。結果表明：納米晶鎢-氧化鑭電極的電性能優於傳統的粉末冶金粗晶鎢電極。當氧化鑭含量在6％～8％時，其熱電子發射能力和穩定性最好，但是隨著稀土氧化鑭含量的增大，鑭鎢電極的成型性和加工性更加困難。


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隨著焊接材料工業的不斷進步與發展，對電極材料的可靠性和穩定性提出了更為苛刻的要求。多元稀土氧化物以其高熔點，低電子逸出功，優良的熱電子發射性能，成為代替釷鎢的主要材料，並在小規格焊接用鎢電極方面成功地取代了釷鎢；但在交流氬弧焊時仍存在引弧較差、使用壽命短等不足之處。一般來說，複合稀土鎢電極的燃弧特性均優於單元稀土鎢電極，而複合稀土鎢電極中，三元複合又好于二元複合。

世紀80年代後期，一批日本學者在研製新型鎢電極材料方面取得了一些進展，特別是研究了一系列複合稀土鎢電極材料。在電極成分設計、性能比較和機理探討方面做了大量工作，發現二元複合稀土能改善鎢電極的性能。大阪大學的學者們對複合(二元、三元)的稀土鎢電極也進行了研究，初步研究表明：對二元稀土鎢電極而言，氧化鈰：氧化釔=1：3(鎢-氧化鈰=0．5％，鎢-氧化釔=1．5％)；二氧化鈰：氧化鑭=1：1；氧化鑭：氧化釔=1：3，這三種成份的鎢電極性能較為突出，尤其是耐久性，其中1：3的(氧化鑭+氧化釔)鎢電極燃弧4h(180A)仍具良好的性能，燃弧10h的性能耐久性也可接受，這比單元稀土鎢電極的耐久性要強得多。對於三元稀土鎢電極來說，最佳的稀土氧化物比例是氧化鈰：氧化鑭：氧化釔=1：1：3，這種電極的良好操作性能可持續10h(180A)，較其他二元電極和單元鎢-氧化鑭電極(10h熔化嚴重)的端部形狀保持得更好。在複合稀土氧化物鎢電極中，此類電極的工作溫度最低，發射效率最高：電子逸出功最低，即發射本領最高，綜合性能較為突出。北京工業大學和北京鎢鉬材料廠合作研究二元複合稀土鎢電極，以及三元複合稀土鎢電極，認為複合鎢電極的焊接電弧和工藝均優於單稀土鎢電極和釷鎢電極。


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不銹鋼焊條純鎢的熔點高（3650K）、電子發射能力強、彈性模量高、蒸汽壓低，最早被用作電子發射材料，但純鎢的發射效率很低，並且在高溫下再結晶形成等軸狀晶粒組織會變脆，易斷裂。為了克服上述缺點，各國材料工作者致力於研究和開發各種新型電極材料，以鎢為基，摻雜一些高熔點、電子逸出功率低的稀土金屬氧化物，即可提高再結晶溫度，又能啟動電子發射。但是，在以稀土鎢電極為研究方向的基礎上，儘管已經取得了一些成就，但從目前的全球市場來看，鎢電極的替換使用仍然任重而道遠。

1913年平奇(Pintsch)發現了鎢-二氧化釷電極材料，在純鎢中添加2%（品質分數）左右的二氧化釷，其逸出功率降低近一半而減小至2.63eV（純鎢為4.55eV），大大提高了發射效率，可達50mA/W~70mA/W（經碳化的純鎢電極只有25mA/W~40mA/W）.而且鎢-二氧化釷的引弧和穩定性能也比純鎢大大提高。但是釷屬於天然放射性元素，其α射線的半衰期長達1.4×1014年，在生產和使用中的放射性污染對環境和人體健康造成危害；日益高漲的環保意識限制了它的發展，而且鎢-二氧化釷電極的電弧穩定性和耐久性也不能滿足日益發展的焊接技術的需求，因此各國材料工作者都一直在進行研究和開發新的代釷鎢電極材料。


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