鎢加熱子一般由鎢絲製成，具有較高的熔點和高耐腐蝕性，所以主要應用於真空鍍金、鋁等裝飾物品，鍍鉻等鏡子，塑膠製品，加熱元件。鎢絲加熱子根據可以的樣品或圖紙的具體要求，被絞合成單股或多股，所使用的鎢絲可以是純鎢絲或摻雜鎢絲。鎢絲直徑範圍一般在0.2~1.2mm之間。

加熱陰極件在1927年第一次被間接地為大眾所得知，那個時候的加熱子的外觀設計就有了很大的差別。當時，一個髮夾鎢加熱子是由一擠壓陶瓷絕緣體支撐著，並且周圍包圍著鎳套。

圖中A顯示的是一種以前普遍使用的鎢絲加熱子所使用的檢測器和放大器的管子。這種加熱子的使用需要有2.5伏的電壓供應。它需要一個為時20~30秒的預熱時間。圖中B顯示的是一個直徑為0.02mm的鎢絲纏繞在一個氧化鋁絕緣管的螺旋口上。通過中間的絕緣棒返回，一般情況下，氧化鋁塗層會覆蓋整個鎢絲。圖中C顯示的是一個直徑為0.7mm的鎢絲纏繞在一個氧化鋁絕緣管的螺旋口上，一個鉬棒從中間的管通過，起著乘杆的作用。這種設計的加熱器一般要在5伏和60安培的環境下進行運作。圖中D顯示的是一個直徑為0.25mm的加熱子支，並且擠壓在絕緣管裡。這四種加熱子的外觀設計是目前最典型的外形，但是實際上為了方便後續工作的使用，加熱子還會被製作成各種不用的形狀和規格。

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鋁膜的形成是在真空容器中把純度很高的鋁絲（一般可達到99.9%）加熱氣化然後沉積在溫度較低的螢光屏的表面上，從而形成一層薄薄且均勻緻密的鋁膜。螢光屏是通過黑底石墨、螢光粉塗敷、有機膜塗敷後的屏。蒸鋁屏是在螢光屏上再蒸一層鋁。一般蒸鋁工序的工藝流程主要是：鋁絲插入→螢光屏上料→一次真空→二次真空→真空測定→預熱→蒸散→膜厚測定→洩露→冷卻→屏下料。

在真空容器中將鎢加熱子通電後使鋁絲氣化形成鋁膜，也就是通過低電壓高電流給鋁絲一定的功率使之熔化後汽化蒸發形成鋁膜。其工作主要是在蒸鋁工序中的預熱和蒸散過程中。預熱的目的主要是對將吸附在鋁絲中的氣體進行清除和淨化，使蒸發的過程能平穩的進行。在開始的時候，輸入加熱子的電流隨著電壓的增加而增加。隨著長時間的預熱時間，加熱子的溫度會上升，導致其電阻率增加，表現為電流的緩慢降低。在蒸散的過程中，主要是依靠電加熱使塊狀固體鋁分子逸出，蒸鋁過程的完成就是把蒸發出來的鋁分子凝聚在有機膜上製備形成鋁膜。在蒸散的過程中，電壓要先加到一定的數值，比如8.5V。在溫度達到鋁熔化溫度前，電流和功率的變化和預熱過程一樣，呈下降的趨勢。當達到蒸發溫度的時候，鋁會迅速蒸發，電流急劇降低，直至蒸發結束。

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除了刀具和切削參數的選用外，在數控加工鎢銅工件的過程中還需要注意切削液的選用以及銑削時走刀路線安排的問題。切削液（cutting fluid, coolant）是一種用在金屬切削、磨加工過程中，用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業用液體，切削液由多種超強功能助劑經科學複合配合而成，同時具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點。克服了傳統皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病，對車床漆也無不良影響，適用於黑色金屬的切削及磨加工，屬當前最領先的磨削產品。相比於皂化油，切削液各項指標均占優，它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點，並且具備無毒、無味、對人體無侵蝕、對設備不腐蝕、對環境不污染等特點。在切削鎢銅工件時會產生較高的切削溫度，切削熱不易傳散，因而需要使用切削液，從而提高切削過程中的潤滑性能，降低切削力，極大提高刀具的耐用程度，有效地防止粘刀和刀具過早的磨損。

而合理安排CNC銑削過程中的走刀路線是有效防止加工鎢銅工件時產生裂紋和掉渣的關鍵工藝方法，一般走刀路線的安排遵從以下幾個原則：
1.合理選擇銑削方式：通常銑削方式包括順銑和逆銑。順銑切削平穩，切削路程較短，切削由厚至薄且能有效減輕切屑粘結的現象並改善表面粗糙度，相比於逆銑更為常用；
2.保證銑刀旋轉時切屑往內排，從而避免了因材料質地較脆而發生的銑削缺陷；
3.要注意避免過大的吃刀量以及棱邊崩角和掉渣；
4.在加工平面或盲槽時，不適合選擇在工件表面垂直進刀而應盡可能選擇斜線或螺旋進刀，避免工件產生裂紋；
5.鑽孔時，必須將出刀面緊貼在其他金屬墊塊上，這樣可有效控制出刀孔口出現掉渣現象。

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鎢銅材料是一種鎢和銅的合金材料，其具有高密度、高強度、高熔點以及優良的耐磨耐蝕性，被廣泛運用於航空航太以及一些高溫材料領域。但是鎢銅材料存在切削性能較差的缺陷且其屬於脆性材料（在室溫下多孔鎢骨架抗拉強度僅有50-120MPa，Cu抗拉強度為240MPa）。在刀具加工過程中刀具磨損快，容易產生裂紋、崩塊等缺陷。為了解決這些缺陷，相關研究人員在加工鎢銅工件的實際生產中不斷探索，尤其是在刀具選用、切削參數、切削液的選用以及數控銑削走刀路線的安排等方面進行了重點的研究與試驗。

在刀具選用方面，對於材料有硬度高、韌性好、強度高、熱硬性好、散熱性好等要求，對於立銑刀最好選用三刃硬質合金銑刀，要求刀面光潔、刃口鋒利，而對於多刃刀具應控制切削刃的跳動量。對加工鎢滲銅的刀具幾何角度，除後角要求稍大外，其他無特殊要求按成品刀具幾何角度即可。對於切削參數的選用，切削時會產生較高的溫度且切削熱不易擴散，而會加快刀具的磨損。因而選擇合適的切削速度、切削深度、進給量不僅能夠有效提高加工效率，降低生產成本，還能夠有效延長刀具的使用壽命。另外，對於CNC加工鎢銅工件的硬質合金刀具的切削溫度宜控制在600℃-800℃之間，而硬質合金端銑刀與立銑刀加工鎢銅工件時切削參數也有所不同。

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稀土鎢電極的工作機理主要依靠稀土鎢酸鹽或者是氧化鎢酸鹽在燃弧過程中的遷移和擴散，從而實現電極表層稀土的最佳優化配比，從而降低電極表面的逸出功，促進電子發射，提高焊接性能。

多元複合稀土鎢電極在不同的燃弧時間，其組織形貌及稀土變化情况是不同的。燃弧初期，在高頻引弧的作用下，電極尖端的溫度較高，使得材料的纖維組織發生變化呈現了三個不同的區域特徵。A區域的溫度最高，組織呈現半熔化態，表面由于存在氧化鎢的分解，因此表面有少量的鎢沉積。由于A區域溫度最高，因此在該區域內物質的蒸發量是最大的。B區域發生了再結晶，組織呈現等軸狀。稀土在B區域呈現的是液狀，主要沿晶界向表面發生擴散遷移，但是等軸狀的鎢晶粒會在一定程度上阻礙稀土的擴散遷移，因此在這個區域容易達到擴散與蒸發的平衡，在電極表面形成穩定的活性層，對焊接起到了穩弧的作用。C區域保持電極原有的加工態纖維組織。在複合電極中Ce最先向表面發生擴散遷移，因此在燃弧初期，Ce起的作用最大。另外，稀土的擴散遷移在B區域和C區域相類似，也會發生以Ce爲主的稀土沿晶擴散遷移，但是由于C區域鎢晶粒呈現與電極軸向平行的纖維狀組織，因此稀土主要向B區域遷移。

穩定燃弧後，電極尖端整體溫度較燃弧初期有了明顯的提高，特別是在區域B和C。B區域溫度的上升使得Ce蒸發速率加快，表面含量降低。而La開始向電極表面擴散，能够在電極表面維持較大的覆蓋度，對電極的穩定燃弧起到了主要作用。C區域溫度升高，使得La沿晶界擴散的速率加快，因此La作爲主要的元素沿纖維狀晶界擴散遷移到了B區域，不從稀土的蒸發。

由上分析可知，電極工作是通過稀土氧化物與鎢反應形成熔點較低的鎢酸鹽或氧化鎢酸鹽，幷通過這些鹽的遷移和擴散來實現蒸發和補給的平衡。這些鹽類的合理搭配可以提高複合稀土電極的焊接性能。

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稀土可以有效降低電極表面的逸出功，降低電極的工作溫度，不僅可以促進電子發射，也可以提高焊接性能。因此，稀土在鎢電極工作時的最大作用就是降低表面逸出功，促進電子發射。但是目前對這種電極發射機理却又很多不同的解釋。對于釷鎢電極來說，在燃弧過程中氧化釷被還原成單質釷，所以在電極的表面覆蓋著一層釷原子，釷原子的逸出功較低，因而電極表面的逸出功也較低，促進了電子的發射。但是經過熱力學計算發現，稀土電極跟釷鎢電極的發射機理不同，在燃弧的過程中稀土是不會被還原的，因而原子層發射機理無法解釋稀土鎢電極的稀土的遷移行爲。

通過高溫模擬，對稀土的擴散遷移進行研究。從測試圖可以看出稀土Ce在850℃的時候，其在鎢基體中的含量已經遠超過其理論含量。這說明在升溫前，Ce已經向電極表面擴散，隨著溫度的升高，其含量得到緩慢的增加，在1100℃達到了最大值。但隨著溫度繼續升高，其蒸發速率大于其表面的擴散速率，因此含量開始下降。

稀土La在850℃就開始向表面擴散。在1050℃時，La向表面擴散的速率與蒸發速率達到了平衡，其中La含量達到了最高值25%。當溫度上升至1200℃時，La的蒸發速率高于表面擴散速率，含量開始降低。

在稀土鎢電極中，其含量的變化主要是由La、Ce和O的變化引起的。對于O而言，在850℃-1200℃，電極表面O是緩慢上升，在1000℃時達到最高值。

結合燃弧過程中電極形貌的變化可知，電極尖端的溫度很高，所以在高溫的作用下可以促進稀土向表面擴散。其中Ce最先開始遷移，且速率最快。因此在燃弧時，Ce最早開始擴散，在表面形成活性層，促進電子發射，使起弧成功。而La擴散的比較晚，其的是穩弧的作用。而O的作用主要在引弧初期，一部分O用于表面活性層的形成，另一部分則可以與鎢反應，生成氣態氧化物揮發或者沉積到電弧的尖端，形成凸起，有利于高頻引弧和穩弧。

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熱絲法中的熱解源——鎢絲一般採用螺旋狀（鎢加熱子）。但是螺旋狀鎢絲很容易在沉積的過程中受碳化影響而產生形變。大面積金剛石薄膜需要有比較均勻的熱解源溫度場，熱解絲的變形會破壞原設計溫度場的均勻性。用直線鎢絲作熱解絲能比較好地解決螺旋鎢絲的下垂變形。除此之外，單根直線熱解絲的熱解能量密度比螺旋絲要低，要保證較高的熱解能量密度，需要更多熱解絲進行密集的排列。用並聯法連接熱解絲雖然可以解決密排的問題，但是由於熱解電流很大，需要專用的低電壓大電流設備進行供電，並且需要對引線觸點水冷。而串聯法要做到密排連接目前在工程上仍然存在一定的困難。

金剛石的硬度在固體材料中最高，達HV100GPa，熱導率為20W·cm-l·K-1，為銅的5倍，禁帶寬度為5.47eV，室溫電阻率高達1016Ω·cm，通過摻雜可以形成半導體材料。

熱絲法化學氣相合成金剛石中的樣品基片溫度受熱解絲溫度及熱解絲與樣品基片距離影響很大。熱解絲溫度、熱解絲與樣品基片距離和樣品基片溫度很難同時在各自最佳的參數下運作。所以要將採用∅0.3mm直徑的鎢絲，這樣可以將鎢絲下垂變形減小到最低程度。採用獨立的電爐加熱裝置，使樣品保持一定的溫度，當樣品基片靠近熱解絲的時候，熱解絲有效大的熱量輻射到樣品基片，這個時候就可以將加熱功率調小，或者不用電爐加熱而直接用冷卻水的流量來控制樣品基片溫度。

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蒸發鍍膜的原理是：先把鍍膜室內的氣體抽到10^-2Pa以下的氣壓，通過加熱蒸發源使放在蒸發源中的物質蒸發，蒸汽的原子或者分子從蒸發源表面逸出，沉積到基片上凝結形成薄膜，包括抽氣，蒸發，沉積等基本過程。鍍膜機主要由鍍膜室，真空獲得系統，真空測量系統和電路控制系統組成。其中鎢加熱子主要是放置在鍍膜室中作為蒸發加熱器。

可以選用電阻式加熱蒸發源——螺旋形鎢加熱子製備鋁膜。螺旋形鎢絲加熱子等同於一個電阻，通電後會產生熱量，電阻率也會相應的增加，當溫度為1000℃左右的時候，蒸發源的電阻率是室溫的5倍，蒸發源產生的焦耳熱就是能夠讓鋁原子得到充分的動能從而蒸發。

當鍍膜室抽到高真空的時候，將擋板遮蓋好鎢絲，避免預熔的時候，蒸散的鋁會噴到基片上。然後慢慢通電加熱鎢絲，這樣鋁就會熔化然後粘附在螺旋鎢絲上，這個過程就叫做預熔。其目的是將原來吸收在鋁中的雜質排除出去，這樣鋁在蒸發的時候就不會產生大量的放氣從而導致真空度得到破壞，這樣一來也保證了膜層的純度。

鋁熔化的溫度約為670℃，選用絲狀蒸發源是因為鋁對鎢絲有濕潤的作用，蒸發是從大的表面上進行，而且比較穩定，這種濕潤性和鎢絲表面的溫度有關。如果溫度過高，鋁和鎢在高溫下都會產生合金，極易造成鎢絲嚴重變形甚至燒斷以及鋁的噴濺。

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