鎢電極工作的表面形貌特徵

觀察燃弧5秒後電極的表面形貌特徵發現,電極的尖部有許多的凸起,這主要是因為電極尖端在電流和高頻作用下,表面殘留的氧和鎢在熱作用下結合生成揮發性的氧化鎢,由於燃弧是在氬氣氣氛下進行的,因此尖端部分形成的氧化鎢會被氬氣帶著,留下較為結晶的鎢晶粒組織。但是隨著燃弧時間的增加,次尖端部分的鎢也開始和殘餘的氧結合生成氧化鎢,氧化鎢會被氬氣流帶到溫度更高的尖端部分,發生氧化鎢分解過程,生成金屬鎢,鎢的沉積導致了尖端凸起。這種組織容易產生高頻放電和等離子體。除了鎢和氧反應可生成氣態的氧化鎢,電極中的低熔點物質稀土硝酸鹽等在燃弧過程中會發生擴散、遷移、揮發和沉積,這些都有利於高頻起弧和穩定燃弧。

觀察經過1分鐘燃弧後鎢電極的形貌發現,由於燃弧時間較長,電極材料發生了明顯的再結晶。之前沉積的鎢膜在熱作用下沿著鎢晶粒生長,只有表面新沉積的鎢呈現非晶態的膜狀組織。在燃弧一分鐘後,鎢電極組織呈現表面覆有鎢膜的典型等軸狀再結晶組織。

燃弧5分鐘後電極尖端根部,由於溫度較低呈現出加工態的纖維組織。另外,比較燃弧5分鐘後電極的尖端形貌和燃弧1分鐘後電極的形貌發現尖端形貌變化不大,說明在燃弧1分鐘後,電極已經進入比較穩定的狀態,可以穩定工作。

鎢電極表面形貌

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