提高钨铜电极耐电弧烧蚀性能
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2015年12月17日 星期四 16:42
- 作者：xiaobin
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钨铜材料是由钨和铜的组合成的复合材料，其具有较高的硬度和密度，又具有良好的导电导热能力、耐电弧烧蚀能力以及抗熔焊性是一些电极材料和触头材料的最佳选择之一，在一些电火花EDM，电化学加工ECM，断路器、真空触头以及高压开关中都有着广泛的应用前景。通常来说，钨铜材料的性能决定于钨和铜两种元素的配比。
钨本身具有高密度、高硬度、高强度、化学稳定性好的特点，若钨铜电极材料中钨含量增加，那么钨铜电极材料的硬度也会得到显著的提升，尤其是高温拉伸强度，这可以表现在钨铜电极材料的损耗率降低，加工的稳定性提高。但是另一方面，由于钨比重的提高，使得Cu含量相应下降，则铜本身所具备的优良的电导率和热导率性能得不到充分体现，使得钨铜电极材料电导率和热导率都有所下降。反之，钨铜电极材料中的钨含量越低，即铜含量升高，则材料相应的可塑性、导电导热能力、发汗冷却效果以及抗热震性能都会得到相应的升高。
此外，钨和铜两者熔点相差极大（W-3410℃，Cu-1084.5℃），两者属于完全不互溶体系，只有在高温下才能互相浸润，这也就使得其不适合一般的熔铸法制造工艺，而需要采用粉末冶金（Powder Metallurgy，PM）的方法加铜液的熔渗的方法（在高于铜熔点的温度下，将液态铜熔渗制备好的钨骨架中，将孔隙填满。）。近几年来，有越来越多的钨铜电极制备工艺不断地出现，根据不同电极的侧重点不同（如截流水平、耐电蚀以及抗熔焊能力等），通过工艺改进等方法，提高其其中的某项性能，使钨铜电极材料得到更好的应用。本文主要研究的两种工艺为：其一，对纳米结构钨铜合金制备工艺的研究，主要通过改善钨骨架中渗铜的孔隙度，使其微粒尽可能纳米化；其二，在传统粉末冶金（PM）的基础上，通过在钨骨架中添加一定量的稀土元素或稀土氧化物颗粒，在进行熔渗铜的方法。两种方法都存在着一定的优势以及一些不足之处。
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钨合金屏蔽材料在γ射线中的应用Ⅱ
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- 发布于 2015年12月17日 星期四 14:48
- 作者：yaqing
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从研究的草图中可以看出，放射源通过钨合金准直器形成窄束γ射线，在穿过吸收介质时，由于两者的相互作用，其强度就会减弱，该现象称为γ射线的吸收。伽马射线的能力和吸收介质的密度等因素有关即密度越大、单位体积中原子、电子数越多，伽马射线照射量率衰减得就愈快。
众所周知，钨是所有金属中熔点最高、密度最大（相当于钢的两倍）的材料。因此钨合金作为γ射线的屏蔽材料是最适宜的。早先的大型屏蔽构件使用较广的一般是铅合金。但是铅作为辐照防护构件存在着许多弊端，比如熔点低，硬度差，容易产生二次轫致辐射等等。此外铅本身是重金属污染源，在使用过程中容易造成重金属中毒。而钨合金作为新型屏蔽材料有许多铅合金所不具备的优势：1、无二次韧致辐射；2、硬度大；3、同样的厚度下屏蔽效果高于铅；4、良好的抗辐射损伤和耐腐蚀性能。
由于钨合金以其高密度、极强的防γ射线能力，高强度，无毒环保等优势，且在较小厚度，较小的环境下较大程度的减少光子剂量率，因此成为射线屏蔽材料研究和发展的新方向。
放射源的种类及钨合金屏蔽材料防护
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- 分类：钨业知识
- 发布于 2015年12月17日 星期四 14:32
- 作者：yaqing
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经济的发展促使各国在能源方面的探索愈来愈频繁。新能源的发现和探索也将带领人类走进一个新的发展格局。核能作为一种干净又经济的现代能源可以被大规模地生产，然而也伴随着一系列的核废料放射源污染的问题。核反应堆工程中常见的放射源有α射线、β射线、γ射线、中子、质子、重氢核等它们都具有很强的放射性，会对人体造成危害。除此之外还有许多放射性物质，比如裂变产物（FP）辐射和他们的衰变产物（衰变辐射）等。在这些放射源中，其中γ射线与中子对人体的危害可谓首屈一指，因为二者的穿透力更强。它们除了会对人体造成危害，也会透过对周边物体的辐照使原先无放射性的物体成为另一种放射媒介。因此在核屏蔽设计时，屏蔽γ射线及中子应最先受到关注。
对于γ射线来说，其屏蔽物质的原子序数越高，屏蔽的效果就会越好，如铁、钨、铅、贫铀、混凝土、砖、离子水等。其中尤以钨合金作为屏蔽材料为最佳。而对于中子而言，由于其散射截面会随着元素的种类和中子能力而变化复杂，所以不是原子序数越高的物质对中子的屏蔽效果也能够越大。相反的，原子序数小的元素，反而能通过弹性散射使中子辐射剂量大幅度减小。研究发现，10cm厚度的钨合金材料对中子的屏蔽率可达93%。
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钨合金屏蔽材料在γ射线中的应用Ⅰ
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- 发布于 2015年12月17日 星期四 14:36
- 作者：yaqing
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γ射线是原子衰变裂解时释放出的射线之一。它虽然可以在医疗上用以杀死癌细胞达到癌症治疗的效果，但也容易造成生物体细胞内的DNA断裂进而引起细胞突变、造血功能缺失、造成癌症等疾病，如同一把双刃剑。γ射线的电磁波波长很短但是穿透力却极强，又携带高能量。
虽然γ射线有广泛的用途，但人体若长期受到γ射线大剂量的照射，就会诱发诸如白血病、甲状腺病、骨肿瘤等恶性肿瘤病。对于孕妇而言，则可能引起人体遗传物质发生基因突变和染色体畸变，造成先天性畸形、流产、死胎、不育等病症。γ射线若长期照射到生活中常用的金属器具、土壤或者食品等物质上，就会使这些原来没有放射性的物质产生感生放射性，转而对人体造成伤害。因此对γ射线实施屏蔽是必然的。
γ射线的威力主要表现在以下两个方面：1、γ射线的能量大。由于其波长非常短，频率高，因此具有非常大的能量。高能量的γ射线对人体的破坏作用相当大，且随着剂量的增大而增大。2、γ射线的穿透本领极强。人体受到γ射线照射时，γ射线可以进入到人体的内部，并与体内细胞发生电离作用，侵蚀体内的有机分子。因此，必须寻找一种安全可靠的防护材料来屏蔽γ射线。钨合金屏蔽材料则可以很好地满足安全可靠的要求，且以其高密度、高辐射吸收能力被广泛关注。
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钨合金放射源盛放器
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- 发布于 2015年12月17日 星期四 14:25
- 作者：yaqing
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近年来随着我国科研技术的逐步发展和成熟化，放射性同位素和辐射应用技术也得到了较快的发展。随之而来就是放射源引起的安全问题。众所周知，放射源对人体健康和生存坏境是有较大伤害的，而根据其危害程度的不同，可以将放射源从高到低分为五类。其中一类放射源危害程度最大，第五类放射源最小。那么，什么是放射源？放射源就是一种永久性密封在容器中严密包层的固态放射性物质（除研究堆和动力堆核燃料循环外）。也就是说，这种有害的固态放射性物质需将其密封存放在容器中，但是如何保证放射源不外泄就使得放射源盛放器的选择成为了重中之重。
据有关部门初步统计，我国现有的废弃放射源大约有2.5万枚，且有2000枚是以失控的情况存在于人类赖以生存的环境中，如同隐形炸弹一般威胁着人类的健康安全。钨合金（含钨量85%~99%）是一种添加少量钴、镍、铜、铁等等元素组成的合金，也可称为高比重合金或者高密度钨合金。顾名思义，钨合金有着较高的密度，使其成为制作放射源盛放器的绝佳材料。这是由于密度高的材料可以更好地防止放射性物质的外逸，从而使其安全地封存在盛放器内，杜绝安全隐患。
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