上一篇我們已經知道了，鎢合金有良好的機械特性及物理特性。本文在著重介紹高比重鎢合金作為核輻射遮罩材料在核工業領域裏的應用。

在核工業中，鉛是主要的核遮罩材料，但鉛的密度僅為11．3g/cm³，遮罩性能不理想，鎢、鉬及其合金具有較高的密度，對射線具有極好的吸收能力，遮罩效果比鉛高30～40％，用高密度鎢合金作放射源容器，其壁厚僅為鉛的1／2~ 2／3，是理想的核燃料貯存器與防輻射的遮罩材料。

目前，鎢、鉬及其合金板材在醫學X射線檢測時用作防護裝置，能有效避免射線對病人的輻射傷害，通過精密加工得到厚度小於0．2mm的高精度鎢薄板已廣泛應用於醫用CT機中關鍵部件一準直器和探測器，大大提高了病情診斷的精確性。

W—Ni—Fe合金具有熔點高，良好的衝擊韌性、高塑性和低屈服強度，還可以用作原子能爆炸時用的功能複合金材料，保證儀器的正常工作。此外，鎢合金還作為冷核子試驗的模擬材料，用於核彈及核反應爐設計參數的確定。

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鎢絲就是將鎢條鍛打、拉拔後製成的細絲。主要用於白熾燈、鹵鎢燈等電光源中，用於燈泡中作各種發光體的鎢絲，還需要在冶制過程中摻入少量的鉀、矽和鋁的氧化物，鎢絲除少量用作高溫爐的發熱材料、電子管的熱子和複合材料的加強筋等外，絕大部分都用於製作各種白熾燈和鹵鎢燈的燈絲以及氣體放電燈的電極。對用作氣體放電燈陰極的鎢絲或鎢杆，為降低其電子逸出功，須加入0.5～3%的釷，稱為鎢釷絲。由於釷是一種放射性元素，污染環境，故有用鈰來代替釷作成鎢鈰絲或鎢鈰杆的。但鈰的蒸發率高，所以鎢鈰絲或鎢鈰杆只能用於小功率的氣體放電燈。

鎢絲一旦經高溫使用發生再結晶以後就變得很脆，在受衝擊或震動的情況下極易斷裂。在一些要求高可靠性的電光源產品中，為防止燈絲的斷裂，常在摻雜鎢絲中加入3～5%的錸，稱為鎢錸絲，它可以使鎢的延脆轉變溫度下降到室溫或室溫以下。這是一種很奇特的錸效應，至今還未發現一種元素能代替錸，在鎢中產生同樣效應。鎢在常溫下有較好的耐酸、堿能力，但在潮濕的空氣中易被氧化，所以細鎢絲不能在潮濕環境中貯存過久。另外鎢在1200℃上下就開始與碳起反應生成鎢的碳化物，所以對燈絲的燒氫處理要注意這個問題，否則鎢與其表面的石墨潤滑劑起反應，則燈絲就要變脆斷裂。


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鎢的切削加工性很差，為了提高加工效率和加工品質，可以採取以下方法改善鎢的切削加工性：
(1)鎢坯表面有很硬的氧化層，加工時會使刀具磨損加劇或產生“打刀”現象。因此在加工前，可將鎢坯進行噴砂處理，去除表面氧化層，減輕刀具磨損。
(2)金屬從塑性到脆性的轉變溫度稱為塑脆性轉變溫度。純鎢的塑脆性轉變溫度很高，為改善其切削加工性，可用噴燈將工件加熱到200℃以上，再進行切削加工。
(3)進行滲銅處理，也可改善鎢的切削加工性。滲銅後的鈍鎢車削情況與45號鋼相似。
(4)鎢中加入一些氧化鋯，其切削加工性也能得到較大的改善。

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工業上常用的高熔點金屬統稱難熔金屬，如鎢、鉬、鉭、鈮、鋯等。隨著科學技術的發展，難熔金屬在原子能、宇航、機械、電子、化工、醫療、紡織、輕工等領域得到了越來越廣泛的應用。難熔金屬熔點高、密度大，晶體結構穩定，啟動能大，切削加工困難。以難熔金屬為主，添加其他合金元素構成難熔金屬材料。 常用難熔金屬中鎢的熔點最高(3380℃)，密度最大(19.1g/cm3)，而鉬的彈性模量最大，達到343 350MPa。 
純鎢的硬度和強度都很高，鎢的鑄錠在切削加工時，由於晶粒粗大，易產生掉塊而使加工表面粗糙。切削鎢錠和鎢棒可以使用硬質合金作刀具材料。用硬質合金切削鎢錠或鎢棒，可選用45°主偏角，荒車時前角與後角應小些，粗車與半精車時前角、後角適當加大。純鎢性極脆，切削時易崩邊或剝落，刀具切入切出時，應減小進給量，以防止刀具破損。
 

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以清潔金屬為原料生產的高比重鎢合金配重塊是無公害、符合國際環保標準的。它比重大（>18g/cm3），體積小，故抗強風，入水輕，下沉快，是鉛墜最佳替代產品，暢銷歐美等發達國家。

高比重鎢合金形象地被稱作3高（或3H）合金，即：高密度、高強度、高硬度合金，因此高比重合金的一個重要用途便是廣泛被應用的配重件。機械用的平衡錘、飛錘；石油等鑽探行業使用的加重杆；鐘錶擺錘；防震刀杆、平衡配重球等手機、遊戲機等使用的振子；航海、帆船等的壓艙配重塊、配重部件等；航空航太中使用的陀螺儀、飛機配重件等等。

軍事武器鎢合金塊配重，是採用近似于成形技術的金屬注射成型技術加工而成的，與傳統的加工方法相比，這種方法更能製造出優質的精密元件。比起鑄造、粉末冶金和金屬注射成型零件，直接生產小型的約0.1克到200克的複雜的形狀的鎢合金塊的公差會達到0.1%-0.5%，而相對于密度高達95%到99 %的鎢合金塊，它的機械性能又更高。沒有或只有微量機的材料利用率會高達97%，而一般尺寸的製造公差小、重複性好並且是可調節的物質組成，精細零件表面光潔度、可改進強度和熱處理電阻的性能都很高。


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鎢的熔點很高、密度也很高，幷且在高溫中具有良好的導電性能，在國防工業以及國民經濟中發揮著重要作用，尤其是在航太航空和核工業等尖端領域有著不可或缺的重要地位。比較典型的例子有固體火箭發動機噴管喉襯、姿軌控衛星發動機用噴管、破甲彈藥形罩、稀土、有色金屬冶煉及石英玻璃熔煉用坩堝及感應爐用發熱體等。

薄壁或複雜形狀鎢構件的製備技術是國際上公認的難題。

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預防放射線傷害的措施 
⑴釷鎢棒應有專用的貯存設備，大量存放時應藏於鐵箱裏，幷安裝排氣管。
⑵採用密閉罩施焊時，在操作中不應打開罩體，手工操作時，必須戴送風防護頭盔或採用其他有效措施。
⑶應備有專門砂輪來磨削釷鎢棒，砂輪機要安裝除塵設備，砂輪機地面上的磨屑要經常作濕式掃除，幷集中深埋處理。
⑷磨削釷鎢棒時應戴防塵口罩。接觸釷鎢棒後應以流動水和肥皂洗手，幷經常清洗工作服和手套等。
⑸焊割時選擇合理的規範，避免釷鎢棒的過量燒損。
⑹盡可能不用釷鎢棒而用鈰鎢棒或鑭鎢棒，因後兩者無放射性。

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熱等靜壓(hot isostatic pressing，簡稱HIP)是一種集高溫、高壓於一體的工藝生產技術，加熱溫度通常為1000 ~2000℃，通過以密閉容器中的高壓惰性氣體或氮氣為傳壓介質，工作壓力可達200MPa。在高溫高壓的共同作用下，被加工件的各向均衡受壓。故加工產品的緻密度高、均勻性好、性能優異。同時該技術具有生產週期短、工序少、能耗低、材料損耗小等特點。

鎢合金因具有高密度、高強度、熱膨脹係數低等良好的綜合性能。在高科技領域中得到廣泛應用。如w—Ni—cu系鎢合金因其非磁性而被廣泛用作陀螺儀的外緣轉子材料。隨著導航技術的不斷提高，陀螺轉速從2xl04r／rain提高到10xl04r／rain。故對用作外緣轉子材料的w—Ni—Cu系鎢基高密度合金也提出了更高的物理、力學性能要求。由於鎢基高密度合金與硬質合金燒結製品類似，同屬典型的液相燒結，因此經HIP處理可有效改善和提高其物理、力學性能。

中南大學粉末冶金國家重點實驗室的研究表明閣，對於82W—Ni—Cu(Ⅱ)合金，將燒結態製品在1120~C(即略高於合金中低熔點組分Cu的熔點1083攝氏度、150 MPa(傳壓介質為氮氣)條件下進行30min的HIP處理，可使其密度提高2．9％，抗拉強度提高8．2％W-Cu常用作高壓觸頭及電極材料，若緻密度不高則影響其抗電弧燒蝕、抗熔焊性及導電、導熱性。採用HIP對w—Cu進行處理，能消除材料內部的孔隙，改善材料性能。鉬是一種高熔點、導熱導電性好、力學性能優良、耐蝕性強的金屬材料，廣泛用作化工、電子、稀土冶金、玻璃等行業的電極及攪拌棒等。有關研究表明，鉬材經過適當的熱等靜壓(1300攝氏度．100～110MPa)處理，在緻密度提高的基礎上，可獲得細小均勻的晶粒組織(晶粒度為7級)，其抗拉強度為530 MPa，延伸率達25％，強度和韌性均得到提高。

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釷鎢電極的放射性究竟有多大？能對人體造成多大的危害？
        
 氬弧焊和等離子弧焊割使用的釷鎢極含有1—1.2%的氧化釷，釷是一種放射性物質，在焊接過程中和與釷鎢棒的接觸過程中，受放射線影響。放射線以兩種形式作用於人體：一是體外照射，二是通過呼吸和消化系統進入體內發生體內照射。從對掩氬弧焊和等離子弧焊的大量調查和測定證明，它們的放射性危害性是較小的，因為每天消耗釷鎢極棒僅100—200毫克，放射劑量極微，對人體影響不大。但有兩種情況必須注意：一是在容器內焊接時，通風不暢，煙塵中放射性粒子有可能超過衛生標準；二是在磨削釷鎢棒時及存在釷鎢棒的地點，放射性氣溶膠和放射性粉塵的濃度，可達到甚至超過衛生標準。放射性物質侵入體內可引起慢性放射性病，主要表現在一般機能狀態減弱，可以看到明顯的衰弱無力，對傳染病的抵抗力明顯降低，體重減輕等症狀。
 

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一百多年前，艾迪生為我們帶來了電，為了電燈的燈絲可以更持久，艾迪生做了無數的實驗，才找到了鎢絲，作為燈芯的永久材質。鎢以鎢絞絲、鎢帶和各種鍛造元件用於電子管生產、無線電電子學和X射線技術中。鎢是白織燈絲和螺旋絲的最好材料。高的工作溫度（2200——2500℃）保證高的發光效率，而小的蒸發速度保證絲的壽命長。鎢絲用於製造電子振盪管的直熱陰極和柵極，高壓整流器的陰極和和各種電子儀器中旁熱陰極加熱器。用鎢做X光管和氣體放電管的對陰極和陰極，以及無線電設備的觸頭和原子氫焊槍電極。鎢絲和鎢棒作為高溫爐（達3000℃）的加熱器。鎢加熱器在氫氣氣體、惰性氣體或真空中工作。
在我們生活不僅只有燈泡鎢絲可以發光，還有很多金屬都可以發光，例如銅絲、鐵絲等。那麼為什麼我們會選取燈泡鎢絲作為燈泡的發光體呢，它是怎麼樣發光的呢？
這主要是因為燈泡鎢絲的電阻和熔點都比較高，當電流通過鎢絲的時候，鎢絲電阻升高發熱從而發光，與此同時鎢絲的熔點非常高，所以當鎢絲也不容易燒毀。再加上燈泡內充滿惰性氣體氖，保證鎢絲在發熱時不會被氧化。由於電流的通過會使導體發熱，當物體的溫度升高時，他輻射的電磁波波長變短，常溫下，他輻射的是紅外線，溫度升高到一定的溫度，開始輻射可見光，於是就發光。
其他金屬和鎢絲相比，大多還沒有發光就已經被燒毀，而且具有一定的危險性，所以鎢絲作為這種燈泡最好的選擇。

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