鎢電極的起源與發展 I

1913年平奇(Pintsch)發現了W-ThO2電極材料，在純鎢中添加2%（品質分數）左右的ThO2，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W-ThO2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W-ThO2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。

鈰鎢是為了取代具有放射性污染的釷鎢材料而發展起來的新型鎢電極材料，前蘇聯在上世紀60年代已有研製新型電極材料的報導，我國上海燈泡廠在1973年開始研究W-CeO2電極，首先試製成功並應用，並已被國際標準化組織列入非熔化極標準中。目前國外大多採用純鎢粉與鈰化合物直接混合的方法制取鈰鎢粉末。國內則通過採用藍鎢濕法摻雜二氧化鈰，一次性還原、酸洗、等靜壓成型、軋製開坯等工藝所研製的鈰鎢電極，經檢測和使用表明，所研製的鈰鎢粉末純度高，壓制性能和燒結性能好；鈰鎢坯的鈰含量均勻，加工性能良好。電極一致性好，起弧性能佳，贏得了用戶的廣泛好評。實踐證明，鈰鎢電極在小規格焊接用鎢電極方面成功取代了釷鎢，但在交流氬弧焊電極、氣體放電光源等方面尚不能完全取代釷鎢，而且鈰鎢電極還存在引弧較差，使用壽命較短等不足之處。

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w-La2O3電極材料，研究了不同La2O3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W-La2O3電極的電性能優於傳統的粉末冶金粗晶鎢電極。當La2O3。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La2O3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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