加熱元件是一種將電能轉化為熱能的電子設備，常常應用於熱水器，洗碗機，烤箱，烤麵包機，咖啡壺以及其他需要用到產熱功能的設備。加熱元件主要由電線圈組成，可以採用絕緣材料或者防護材料將其進行包裹。當電流通過導線傳遞，遇到電阻後就會產生熱量。所產生的熱量的大小可以通過調整通過導線的電流的大小進行改變。加熱元件包括短波紅外加熱管，中波紅外加熱管，遠外加熱管、電熱圈等。

一般條件下，加熱元件的燒毀程度會隨著時間的流逝而加大。因此，他們常被設計成可訪問的樣式，這樣以來就很容易更換壞掉的加熱元件。但是，元件更換需要消耗比較多的成本，因此，在更換之前最好先做好測試，看是否問題出在加熱元件上。有可能是因為電還沒有到達元件，導致元件無法產生熱量，也有可能是接線上出現了問題，或者是其他原因。

加熱元件之所以能夠獲得巨大的熱量主要源於其金屬材料。作為具有良好導電性能的鎢加熱子，常常作為加熱元件用於真空噴鍍領域。之所以選擇金屬材料作為加熱元件的一部分，是因為他們能夠承受多次的冷卻和加熱迴圈，材料利用率高，節約成本，且效果好。在潮濕的情況下，加熱元件可以被隱藏在安全的環境中，隔絕材料會將熱量分散開來，不讓空氣中的水分和加熱元件進行直接的接觸。

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鎢銅合金薄板性能表徵指的是鎢銅合金薄板的物相分析、顯微組織觀察以及各項性能測試。其中物相分析還可細分為差熱分析（Differential thermal analysis，DTA）、XRD物相分析（X-ray diffraction）以及成分測試等。差熱分析採用的是差熱分析儀，其原理是通過在一定溫度下不發生任何化學反應和物理變化的穩定物質作為參照物與等量的待測物（鎢銅合金薄板）在相同環境中等速變溫的情況下進行比較。待測物任何物理和化學上的變化與它所處同一環境中的標準物溫度相比都會出現暫時的升高或降低。而XRD物相分析則採用銅靶K輻射，調整工作電流、電壓以及掃描速率，利用特徵X譜線測出鎢銅合金薄板試樣中的主要組成相。

對於鎢銅材料來說，成分測試一般採用稀硝酸—氫氟酸溶液，這是因為在硝酸介質中鎢會以鎢酸的形式沉澱並與銅分離。之後用氫氧化銨將鎢酸沉澱溶解，以鎢酸銨灼燒重量法測定鎢；再以電感耦合等離子體原子發射光譜法測定濾液中所殘餘的鎢，二者相加即為鎢的總量。對鎢銅合金薄板進行顯微組織觀察的過程是砂紙磨制→水沖洗→拋光（剛玉Al2O3）→水沖洗→酒精清洗→烘乾→浸蝕（浸蝕劑採用1:1鐵氰化鉀和氫氧化鈉混合溶液）→水沖洗→酒精清洗→烘乾→觀察試樣。

各項性能的測試包括密度測試、硬度測試（維氏硬度HV）、電阻率（電導率）測試、熱導率測試、熱膨脹係數檢測等。其中密度測試採用的是經典的阿基米德排水法；顯微硬度採用的是金剛石壓頭以規定載荷壓入試樣表面後的壓痕長度來確定；電阻率的測定通常採用電橋法；熱導率則是先在鎢銅合金薄板試樣的表面噴塗上碳粉以防止表面反射入射光，然後在一定溫度下採用閃光法導熱分析儀將加熱元的氙燈發射一束脈衝打在樣品下表面，並由紅外探測器測量升溫情況得到熱擴散係數。

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鎢銅藥型罩被稱作是彈藥的心臟，它同時具有鎢高硬度、高強度、低熱膨脹係數的特性以及銅良好塑性和優良的導電導熱率。相比于單一金屬藥型罩，這種複合型藥型罩能量轉換與吸收機制更合理、化學能的利用率更充分、破甲性能更優越、造價也更低，具有廣泛的開發前景。隨著生產技術及工藝的革新，密實藥型罩逐漸被粉末藥型罩所替代。鎢銅粉末藥型罩因其密度高、延展性好、穿深大、杵堵少等優勢，已逐步在聚能彈藥等軍工領域起到了至關重要的作用。但是，在製備鎢銅藥型罩過程中隨著製備溫度的升高，銅的流失始終是個不可避免的問題。銅相的流失會使得材料的緻密度和強度發生一定程度的下降。

相關研究人員通過對壓制壓力、燒結溫度及時間等因素對含銅率的變化規律的分析，總結出含銅量和相對密度對藥型罩射流性能的影響，為製備鎢銅粉末藥型罩提供一定的理論基礎。實驗表明，燒結樣品的含銅率隨壓制壓力的增大而增大，隨燒結時間和燒結溫度的增大而減小，銅流失率則相反。這是由於：
1.壓制壓力的增大有效地縮小W顆粒間的間距，使Cu顆粒很難從材料內流失，從而減緩材料內部Cu顆粒向外揮發的速度；
2.增大壓制壓力使得Cu顆粒表面的接觸面積逐步增大，使原本具有較大自由能的Cu顆粒在熔化的過程中更容易與相鄰Cu顆粒融合形成較大的顆粒，降低了微小顆粒在高溫階段的揮發幾率，使含銅量保持穩定。
因此，鎢銅粉末藥型罩的含銅率對其射流穿深的影響明顯小於相對密度，但對射流穩定性起著重要作用，銅流失率越小的藥型罩射流穿深穩定性越好。

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太陽能電池的開發和應用是當前新能源領域的研究熱點，如何提高轉化效率和降低成本是太陽能電池研究的兩個關鍵問題。目前市場上的矽太陽能電池製造成本過高，不利於推廣應用。納米TiO₂太陽能電池由於具有廉價的成本、簡單的工藝及穩定的性能等優點，已成為第一代太陽能電池的有力競爭對手。其製作成本僅為矽太陽能電池的1/5~1/10，光電效率穩定在10%，壽命能達到20年以上，但是如何提高轉換效率一直是科學家們研究的焦點。

納米氧化鎢材料具有無毒、無害、容易製備、性能穩定、價格低廉以及優良的可見光回應等優點，是一種較為理想的光電化學反應體系光陽極半導體材料，在光電化學領域如光解水、光降解有機污染物及太陽能電池得到了廣泛的應用。

染料敏化太陽能電池的光陽極材料大部分採用TiO₂，其原因是相對於釕系光敏材料，TiO₂是與其具有最佳能級匹配關係的半導體材料。氧化鎢是PEC光電化學池常用的光陽極催化材料之一。相對TiO₂、ZnO等光陽極材料（能隙約3.4eV），WO₃具有更窄的能隙（2.5~2.8eV）。其中鈣鈦礦結構通過A位元和B位摻雜或取代更容易進行結構調控。因此，鎢基氧化物光陽極材料是一類具有良好潛在開發前景的太陽能光電化學電池陽極材料。

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摻雜是改善過渡金屬氧化物可見光回應常用的方法。大量研究表明，稀土等金屬離子摻雜可顯著提高半導體材料的光催化性能，然而金屬摻雜可能導致催化劑熱穩定性降低且引入光生電子和空穴的複合中心從而降低其光電性能。非金屬摻雜如C，N，F和S摻雜可提高半導體材料的熱穩定性和導電性，並通過在導帶和價帶之間形成“中間能級”而提高材料對可見光的回應。氮摻雜可顯著提高半導體材料對可見光的吸收效率。

納米多孔氧化鎢製備方法：
1）鎢片的處理方法：先將鎢片切成10mm x 15mm的小片，採用水磨砂紙逐級打磨至表面無劃痕，再分別用丙酮、異丙醇、甲醇和去離子水超聲清洗15min，氮氣吹幹以備用。
2）採用兩電極陽極氧化法，以金屬鎢片作為陽極，10mm x 15mm 大小的鉑片作為對電極，放入電解槽中，兩電極之間的距離是25mm。將電解槽置於恒溫水浴槽中，調節水浴溫度以控制反應溫度；鎢片反應面積為0.88cm²。添加一定量配置好的含不同濃度NH₄F的1mol/L的（NH₄）₂SO₄溶液電解質。

（不同反應溫度的氮摻雜納米孔狀WO3電極的穩態光電流譜）

氮摻雜的方法：
將製備好的自組裝納米孔狀WO₃置於管式爐，通入NH₃/N₂（體積比1:2）混合氣體，以5℃/min的升溫速率加熱到一定溫度，並保溫一定時間，然後自然降溫到室溫。NH₃和N₂的純度均為99.999%，流量為120ml/min。

（不同反應溫度的氮摻雜納米孔狀WO3電極的光電轉化效率譜）

（氮摻雜及純納米孔狀WO3電極的能帶結構示意圖）

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目前在模具製造領域，硬質合金材料已經成為了不可或缺的角色。隨著加工產品的複雜性不斷增大，產品性能要求的不斷提高，相關研究人員也將開發新型硬質合金材料作為研究方向之一。前些年，新型硬質合金材料以Fe、Ni代替Co為主，主要用於YG15、YG20、YG25等對強韌性要求高的冷鐓模和冷擠壓模。而近年來，研究熱門轉向了超細晶以及納米晶硬質合金和梯度結構硬質合金。細晶和超細晶硬質合金已面世，就如細晶YG8硬質合金拉絲模在控制小於1mm鋼絲時，效率是普通拉絲模的3倍。而梯度硬質合金又可分為成分梯度和組織結構梯度，一般採用金屬溶液滲透處理進行生產。此外，還有鑲鑄鑲嵌硬質合金熱作模具，其在軋管和線材軋製等方面取得了非常良好的效果。

基於金屬拉伸變形對模具產生不均勻磨損機理，研究人員提出了最大以及最小拉拔角理論。發現國產模具與國外模具使用壽命的差距主要在於角度的設計上，國外的模具在模心底部與模套內孔底面中心接觸部位採用了雙凸面設計，其能夠使受力最大的中心部位緊密貼合，四周的孔隙又可供過盈配合。由此國內的一些廠家也得到啟發，對相應的模具做出了結構上的改進，尤其是在原來設計的六角硬質合金凹模上進行了改進，使之成為六瓣鑲套組合使用，這樣一來既節約了硬質合金的使用量又使得裝配簡單、更換方便（損壞一瓣可逐一更換）。在加工與裝配技術方面，硬質合金一般採用熱壓或冷壓鑲套以及真空釺焊。

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與傳統的鋼制模具相比，鎢鈷類的硬質合金模具具有高緻密度、高硬度、高強度、低熱膨脹係數以及優良的耐磨耐蝕性等優點，使用壽命是鋼模的幾十倍。常用的硬質合金模具牌號有YG3、YG6、YG6X、YG8、YG15、YG20、YG20C、YG25等，還有一些無磁合金模具材質。根據用途的不同，硬質合金模具還可分為：硬質合金拉絲模、冷鐓冷沖模、整形模、無磁合金模、熱作模等。

其中硬質合金拉絲模占絕大部分，其主要用於金屬壓力加工中通過外力作用是金屬強行通過模具，金屬橫截面積被壓縮從而獲得所要求的橫截面形狀和尺寸。由於塑膠拉絲模與鋼制拉絲模的耐磨性較差、使用壽命較短，而金剛石拉絲模雖然有著極高的硬度和耐磨性，但是其成本相對較高，綜合看來，硬質合金拉絲模各項性能優異且成本適中，是拉絲模材料的主體；冷鐓模和冷沖模都是裝在相應的機械上使用的，通過施加變形力，使坯料預成型。硬質合金材料的硬度以及耐磨性優良，使用壽命在5000-6000萬次，尺寸基本不發生改變，從而有效保證了產品的尺寸精度；而無磁合金模一般用於磁性材料的生產。在無磁硬質合金出現前，一直採用的是無磁鋼，其模具性能較差、硬度較低且使用壽命較短，使用一段時間後模具內壁發生嚴重的拉毛以及變形等現象，從而使得磁性材料的尺寸精度以及表面品質受到極大的影響。而無磁硬質合金通過嚴格控制碳含量以及添加微量元素（Cr、Mo、Ta、NiB、Al、VC）等方法制取，其優異的性能可以完全取代無磁鋼並大幅提升工作效率；熱作模用的硬質合金市場上暫無標準牌號，其在紅硬性以及耐磨性和淬透性方面有特殊要求。

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