鑭鎢電極複合材料

工業上廣泛使用的鎢電極種類很多，包括釷鎢電極和鈰鎢還有其他多元摻雜稀土鎢電極材料。含鑭的鎢合金複合材料主要多為鑭鎢陰極複合材料，它是鎢極惰 性氣體保護焊和等離子技術中的關鍵材料之一, 鑭鎢電極材料由於具有發 射電流大、抗燒蝕性能好，又無污染，除成為替代釷鎢的首選陰極材 料外，還可用於高能熱原子核反應發生器和氫能汽輪機系統，因而受到 學術界和工業界的普遍關注。

目前製造鑭鎢電極的方法，主要是通過粉末冶金法制取金屬坯體。傳統混料工藝有三種，一是把氧化物以稀土鹽如 La(NO₃)₃的形式以濕法加入氧化鎢粉或氧化鉬粉中，然後在氫氣爐中熱分解、還原，再過篩形成含鑭的鎢均勻混合粉末；二是在氧化物粉中以固-固添加適量細微性適宜的La₂O₃粉，經兩次還原後，可得到細微性適宜的含鑭的鎢或者鉬的混合粉；三是直接向鎢粉中添加La₂O₃ 粉，直接機械混合後獲得含鑭的鎢混合粉。最後經壓制、預燒、燒結、旋鍛(軋製、拉拔)、矯直、磨光等手段制得各種規格的複合材料成品。

對於第一種制粉工藝，雖然濕法較幹法混合的均勻度有所提高，但硝酸鹽的熱解和還原使顆粒尺寸快速長大，同時產生大量的一氧化氮氣體污染，而且還需要蒸汽加熱濃縮、乾燥等工序，較浪費能源，生產效率較低。第二種制粉工藝雖可通過延長混粉時間等來增加混合均勻度，但兩種制粉工藝都需要氫氣爐的兩次還原操作， 從而增加了製備工藝的複雜性，使材料的生產成本增加。第三種制粉工藝中La₂O₃顆粒容易與空氣中水分結合生成體積更大的氫氧化鑭顆粒，致使經過壓制成型的坯體會由於內部顆粒體積膨脹而開裂。

為了克服現有技術存在問題，有學者提出了一種不同往常的鑭鎢電極製造方案：其主要是先將氫氧化鑭粉末和鎢粉混合為原料粉末，再將原料粉末等靜壓壓制成型為坯體後，使用中頻爐燒結將坯體燒結，得到所述複合材料。

採用這種工藝製備含鑭的鎢或鉬的複合材料，取代了傳統技術中採用硝酸鑭製備含鑭混合粉末的方法，避免了上述方法的各種缺陷，使多元摻雜稀土元素的複合材料成品率高，使用壽命長，節約成本，且無污染，有廣闊的應用前景。

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