金屬鎢粉是制取碳化鎢基硬質合金及金屬鎢材的主要原料，當前制取金屬鎢粉的主要方法為氧化鎢的氫還原法。

還原過程中顆粒長大的機理。水合鎢氧化物具有比純氧化鎢高得多的揮發性。還原過程中首先水蒸氣與氧化鎢或細粒鎢粉作用形成水合氧化鎢，它通過氣相遷移到其他顆粒上再還原，從而導致顆粒長大。高溫和濕氫還原具有最有利的化學氣相遷移條件；粉末顆粒愈細，比表面以及表面活性愈大，因此，細顆粒粉末有可能被氣相的水蒸氣或氧氣氧化並生成揮發性水合氧化鎢，然後進行化學氣相遷移，在較粗顆粒上被還原，使顆粒長大。

影響粉末粒度和粒形變化的主要因素。升高溫度可加速還原反應，相應地增加水蒸氣的生成速度，促進化學氣相遷移反應。促進顆粒長大和糰粒化；水蒸氣是化學氣相遷移反應的基本條件，其量包括氫氣中含有的和還原反應中產生的水蒸氣。它在還原過程中不是一個恒定值。對反應速度起作用的所有因素和影響擴散過程的所有因素（如溫度、粒層厚度、氫氣的流向和流速、粉末的粒度、舟皿的幾何形狀等）、推舟速度都影響水蒸氣的實際分壓進而影響到粉末粒度和形貌。

研究表明，氧化鎢的還原活性對鎢粉的粒度有明顯的作用。還原活性大的原料容易得到細粒度鎢粉。

雜質元素對鎢粉顆粒變化的影響，可分為三類：第一類以鹼金屬為代表，它們能起氧的載體作用，延長氧在粉末層內的滯留時間，促進化學氣相遷移反應，增強鎢粉的顆粒長大。第二類以鈣、鎂、矽為代表，它們對鎢粉顆粒長大的作用不明顯。第三類以鋁為代表，它們能在鎢的晶體表面生成穩定性很高的氧化物薄層，抑制鎢粉顆粒的長大。

由於顆粒長大過程主要是發生在WO3還原成WO2的過程中，為得到細顆粒，一定要保證在還原的初期處於低溫、低水蒸氣分壓狀態。因此推舟速度過快，一方面使物料迅速進入高溫區，有利於WO2.9等顆粒長大，同時使還原速度加快，H2O蒸氣濃度增加，這些都有利於顆粒的長大，因此為得到細顆粒一般要求推舟速度慢。同時爐內溫度較低，溫度梯度較小。裝舟量過多，料層過厚，將導致內部的水蒸氣難以排出，使內部顆粒長大，同時導致上下層粒度不均勻。

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釷鎢電極是鎢電極中焊接性能最好的電極，但是由于其在粉末冶金和壓延磨拋中會發生放射性污染，因此生産商通過研製不同類型的稀土電極，作爲釷鎢電極的替代，其中性能較好的是鈰鎢電極和鑭鎢電極。通過比較釷鎢電極和複合稀土鎢電極能够更好發現多元複合稀土電極的優良性能，也能提高其應用領域。

1.引弧及燃弧穩定性：複合稀土鎢電極和釷鎢電極在等條件下引弧30次，引弧成功率爲100%，說明兩者在商業化焊接機中都具有良好的引弧性能，且燃弧性能較爲穩定。

2.燒損率：燒損率是衡量電極工作性能的重要特徵之一。比較兩者的燒損率發現多元複合稀土電極的燒損率僅爲釷鎢電極的25%。由此可知，複合鎢電極的工作壽命是釷鎢電極的4倍。

3.電流靜特性曲綫：另外比較兩者的電流靜特性曲綫可以發現，在相同的焊接電流下，複合電極的承載電壓明顯低于釷鎢電極，說明多元複合稀土鎢電極的穩弧性能優于釷鎢。電流靜特性曲綫也是衡量電極焊接性能的重要指標之一，由此可知複合電極的焊接性能優于釷鎢電極。

4.逸出功：比較兩者的逸出功發現，複合電極在1300℃時有效的逸出功爲2.76eV，而釷鎢電極的逸出功爲3.08eV。複合電極的逸出功低于釷鎢電極，故其電子發射能力低于釷鎢電極。

根據以上四個焊接性能指標的比較發現，多元複合稀土鎢電極的焊接綜合性能優于釷鎢電極。

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要製備性能優良的複合稀土電極，優化其製備技術是關鍵。經過多次工業試驗和瞭解稀土在鎢電極中的作用，總結了以下幾點製備工藝過程的關鍵要素。

1.稀土摻雜的均勻性
要使得稀土能和原料均勻的摻雜，可以采用固液摻雜法。以APT和稀土硝酸鹽爲原料，進行固液摻雜，使得稀土硝酸鹽進入或者吸附在APT顆粒的表面，有利于稀土在後續分解和還原的過程中進入鎢晶格實現均勻摻雜。

2.還原粉末粒徑
還原粉末的粒徑及分布對後續燒結和加工有一定的影響。摻雜稀土的還原粉末具有較高的還原溫度，因此粉末的粒度的控制主要靠提高粉末的裝舟量或者增加還原爐的溫度梯度，依靠高溫下氣態水合鎢氧化鎢的快速遷移及生長製備大粒徑寬分布的金屬粉末的粒徑。另外，在保證後續燒結和加工工藝的情况下，要盡可能的降低還原溫度，從而更好的稀土相粒子的粒徑。

3.燒結曲綫
制定合理的燒結曲綫能够制得較好質量的燒結坯。在燒結過程中可以使電極坯在低溫下長時間保溫，使得稀土擴散揮發在電極內達到平衡後再緩慢升溫到較高的溫度區間。燒結溫度過高會導致稀土揮發嚴重，因此燒結工藝的制定要綜合考慮粉末的粒度、燒結溫度的最高溫等特性。

4.加工制度的確定
摻雜稀土的鎢電極具有較高的再結晶溫度，因此其加工溫度也有所提高。但是稀土對鎢晶粒的變形有阻礙的作用，增大了電極回復和再結晶的驅動力，因此隨著變形量的增大，其加工溫度應有所降低，其溫度的降幅應大于釷鎢電極、鈰鎢電極等單元稀土鎢電極。

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