鈰鎢電極的電極性能

中國20世紀70年代開始研製鈰鎢電極材料，經過近10年的生產實踐，生產工藝趨於穩定和成熟，80年代初期，在國內和國際上申請了鈰鎢電極材料生產的專利。在生產過程中，如何使摻雜的氧化鈰在鎢基體內分佈均勻和彌散，是提高電極電子發射能力、改善電弧性能、延長使用壽命的重要因素之一。因此，在原料選擇上，通常是採用藍色氧化鎢或三氧化鎢摻雜，並且摻雜劑不是直接採用氧化鈰，而是採用其可溶的鹽類，如硝酸鈰或氯化鈰。以此水溶液作母液，往裏添加三氧化鎢或藍鎢，在加料過程中，不斷加熱攪拌，蒸發濃縮，從而形成包覆粉末。摻雜時也可將硝酸鈰或氯化鈰水溶液噴灑在盛有三氧化鎢或藍鎢粉的特別容器內(邊轉動邊加熱)。摻雜後的粉末必須加熱至一定溫度，使鹽類分解，形成氧化鈰質點，分佈在三氧化鎢或藍鎢粉末顆粒的表面上，再經過氫氣還原，得到W-CeO2粉末。CeO2的含量為1％～4％，根據使用要求選定。摻雜粉末經過壓制成形、預燒、垂熔，得到鈰鎢坯條，其加工工藝見摻雜鎢絲生產，但其旋鍛開坯溫度稍高，為1500～1600℃。

作為電極材料，電子逸出功的高低是筏量材料電子發射性能好壞的一個重要指標。只有具有低的電子逸出功，才能滿足電弧穩定、集中、承載電流密度大的工藝性能要求。實驗證明，鈰鎢電極具有比釷鎢電極更低的電子逸出功(純鎢的電子逸出功為4．55eV，W-2％ThO2為2．7eV，W-2％CeO2為2．4eV)，這種電極材料比釷鎢電極具有更大的優越性。首先，鈰鎢電極的電子發射能力強，容易得到細長的電弧，使熱量更為集中，其許用電流密度比釷鎢電極提高5％～8％。其次，鈰鎢電極的燒損率低，壽命長，引弧和穩弧都易保證。再次，鈰鎢電極放射性劑量極低，僅及釷鎢材料的千分之一左右，相當於大地泥土中的放射劑量。因此採用鈰鎢電極代替釷鎢電極，不僅可以消除生產和使用過程中對人體累積性的內照射危害，並免除對環境的放射性污染，而且在技術性能和使用效果上也能取代釷鎢電極，某些性能甚至比釷鎢材料更優越。


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