纯钨和掺杂钨是常见的阳极材料，而钍钨、镧钨等则是充当阴极材料。为提高钨的高温强度和再结晶温度，可以采用氧化镧作为弥散增强相。所以，镧钨电极（W – La2O3合金）常被用作电极材料。德国KIT的研究人员采用费氏粒度1-3微米的钨粉进行了镧钨电极的MIM实验，在1600℃烧结后，再进行热等静压处理，得到基本全致密的零件。通过提高烧结温度和热等静压处理可以提高镧钨电极的致密度，但往往受到设备和成本的限制。研究采用粒度更细的钨粉进行MIM实验，另一方面，采用Ni作为活化元素，研究其对烧结致密度化的影响，并成功利用MIM技术开发了一种杯状的W – 1.5％La2O3电极。

备注：

1. 费氏粒度：费氏法所测得的粉末的平均粒度。 费氏法是一种相对的测量方法，不能精确地测定出粉末的真实粒度，仅用来控制工艺过程和产品的质量。

2. MIM（Metal injection Molding），即金属注射成形，是一种将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。它是先将所选粉末与粘结剂进行混合，然后将混合料进行制粒再注射成形所需要的形状。



 

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钨电极已经逐渐地被应用于航空航天、化工和原子能等领域，它几乎适用于焊接所有的金属，特别是难熔金属的活性金属、有色金属及其合金、钛及其合金、不锈钢和高温合金等。

纯钨电极在高温作用下会再结晶形成等轴粗晶组织，导致其力学性能降低，而且，因为纯钨的电流容量小、逸出功（4.52eV）高，所以，其在大电流下的烧损会比较严重。所以，科学家在1913年发现了钍钨电极材料。钍钨电极是最早使用的稀土钨电极，它的性能好且市场占有率较高，是当前的主要的热电子发射材料之一，但是，钍元素具有放射性，其半衰期长大1.39*10¹⁰年，在生产、使用过程及其废弃物都会对环境产生很大的危害。

鉴于此，在上世纪七八十年代，前苏联就已经开始研制新型的电极材料，而中国的北京钨钼材料厂、上海灯泡厂几乎也是在这时期内成功试制了铈钨电极并推广应用。得益于铈钨电极本身所具有的优点，比如，无放射污染、低电弧起弧性能好等，它在小直径和低电流焊接中已然成为首选的替代品。但是，铈钨电极在使用上还存在一定的局限性，所以并不能完全的取代钍钨电极。

 

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近年来，难熔金属的金属注射成形已经越来越受到重视了，主要是用来制备小尺寸的形状复杂的零件，其英文简称为MIM，英文全称为Metal Injection Molding。一般情况下，这一类型的零件是高温下的功能部件，对高温强度和疲劳性能的要求比较不会那么苛刻，虽然这样降低了对致密度的要求，但实现了净近成形，降低了机加工成本。钨，在难熔金属中的熔点最高，是照明领域应用最广的电极材料。

传统的制备工艺是将经烧结和变形加工的钨杆通过机加工得到纯钨/钨合金电极。因为钨属于稀有金属而且其机加工较困难，所以，钨电极的净近成形越来越受到工业界的重视。Philips Advanced Metrology Systems公司是比较早开展难熔金属注射成形研究和开发的单位之一，采用MIM制造高压气体放电灯用钨电极，于与传统的钨丝缠绕式电极相比，MIM能够实现复杂形状的钨电极，方便设计人员根据电极的功能设计其形状。



 

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中国的钨和稀土在资源储量和产量上占有绝对的优势。钨被称为“战争金属”、“工业食盐”，而稀土则被称为“工业味精”，可想而知，它们在当今高技术领域充当的角色的不可替代性。因为都具有较高的高温性能，所以，它们在冶金、能源、国防工业、电子信息、核工业和航天航空等诸多领域都有着其身影，它们已经成为了国防建设和民用设施中不可或缺的与人类生活质量息息相关的材料。

通常情况下，让钨充当基质材料并掺杂稀土氧化物（电子逸出功比较低的）可以成功制备稀土钨电极材料。因为稀土金属氧化物的优良的热电子发射能力，稀土钨电极材料可以一方面提高材料的再结晶温度，另一方面，它又能够激活电子发射，所以，稀土钨电极材料一直是代替传统放射性钍钨电极材料的开发方向。



 

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