提高鎢銅電極耐電弧燒蝕性能

鎢銅材料是由鎢和銅的組合成的複合材料，其具有較高的硬度和密度，又具有良好的導電導熱能力、耐電弧燒蝕能力以及抗熔焊性是一些電極材料和觸頭材料的最佳選擇之一，在一些電火花EDM，電化學加工ECM，斷路器、真空觸頭以及高壓開關中都有著廣泛的應用前景。通常來說，鎢銅材料的性能決定於鎢和銅兩種元素的配比。

鎢本身具有高密度、高硬度、高強度、化學穩定性好的特點，若鎢銅電極材料中鎢含量增加，那麼鎢銅電極材料的硬度也會得到顯著的提升，尤其是高溫拉伸強度，這可以表現在鎢銅電極材料的損耗率降低，加工的穩定性提高。但是另一方面，由於鎢比重的提高，使得Cu含量相應下降，則銅本身所具備的優良的電導率和熱導率性能得不到充分體現，使得鎢銅電極材料電導率和熱導率都有所下降。反之，鎢銅電極材料中的鎢含量越低，即銅含量升高，則材料相應的可塑性、導電導熱能力、發汗冷卻效果以及抗熱震性能都會得到相應的升高。

此外，鎢和銅兩者熔點相差極大（W-3410℃，Cu-1084.5℃），兩者屬於完全不互溶體系，只有在高溫下才能互相浸潤，這也就使得其不適合一般的熔鑄法製造工藝，而需要採用粉末冶金（Powder Metallurgy，PM）的方法加銅液的熔滲的方法（在高於銅熔點的溫度下，將液態銅熔滲製備好的鎢骨架中，將孔隙填滿。）。近幾年來，有越來越多的鎢銅電極製備工藝不斷地出現，根據不同電極的側重點不同（如截流水平、耐電蝕以及抗熔焊能力等），通過工藝改進等方法，提高其其中的某項性能，使鎢銅電極材料得到更好的應用。本文主要研究的兩種工藝為：其一，對納米結構鎢銅合金製備工藝的研究，主要通過改善鎢骨架中滲銅的孔隙度，使其微粒盡可能納米化；其二，在傳統粉末冶金（PM）的基礎上，通過在鎢骨架中添加一定量的稀土元素或稀土氧化物顆粒，在進行熔滲銅的方法。兩種方法都存在著一定的優勢以及一些不足之處。

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