钨电极是一类广泛用于氩弧焊、等离子体焊接、喷涂、切割技术和冶金产业的关键热源材料。目前，全世界每年使用钨电极的总耗量能达到上千吨，市场需求却一直处于增长的状态。钍钨电极占用连依然很大，但钍是一种具有放射性的元素，对人体健康和环境造成严重的危害。世界各国在寻找研制新型环保健康绿色钨电极。替换图钨电极的工作逐渐开展起来，新材料都相继诞生，于是出现了铈钨电极、镧钨电极等。不过多元复合稀土钨电极这种电极可实现低排放、无污染，完全可以替换对环境污染严重的钍钨电极。真正达到了环保要求。

钨电极是电焊业离不开的材料了，随着科技的发展，钨电极产品的种类也得到了很广泛的开发。钍钨电极、铈钨电极、镧钨电极、稀土钨电极等等，都得到了很好的应用。随着环保节能这一环保性的话题的展开，钨电极未来也要向环保方向发展，并且还要快速。

现在被大量使用的稀土钨钼电机制品高效、低耗能设备，钨电极产品研发和生产技术水平在同行中始终处于领先地位。最近科学家在着重研究无放射性多元复合稀土钨电极制备技术。通过对无放射性多元复合稀土钨电极制备技术的研究，生产多种规格、多种用途的稀土-钨电极材料，将实现对环保稀土钨产品的大规模开发和推广应用，进一步提升我国钨电极制备水平，实现我国钨电极的迅速增值化生产。我国既拥有丰富的钨资源，又拥有丰富的稀土资源(占世界总量的80%)，若能根据不同焊接母材的性质、规格、形状及不同焊接工艺要求，继续研制不同的氩弧焊用钨电极材料，依托我国的资源优势，形成钨电极系列产品，我国的钨电极产业将具有更大的产业前景，更广阔的市场潜力。


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我国“多元复合稀土钨电极及其制备技术”成果日前通过专家鉴定。这项由北京点击查看北京及更多城市天气预报工业大学与北京矿冶研究总院北京钨钼材料厂合作研发的多元复合稀土钨电极系列新产品、制备工艺和装备，以及检测设备等全套产业化技术，产品综合性能优于放射性钍钨电极，解决了我国相关材料产业的一大技术难题。

钨电极是一类广泛应用于氩弧焊、等离子体焊接、喷涂、切割技术和冶金工业中的关键热源材料，全世界每年使用钨电极的总消耗量超过1600吨。但目前使用的钨电极70%以上仍然是有放射性污染的钍钨电极，严重污染着环境和危害人类健康。“多元复合稀土钨电极及其制备技术”项目自主研制出的多元复合稀土钨电极材料，不但综合性能优异，而且由于不使用放射性元素钍，实现了该领域的无放射性污染的绿色生产和使用。

由陈蕴博等3位院士、国家863计划新材料技术领域特种功能材料技术主题专家组周少雄组长等13位专家组成的鉴定委员会认为，该项目整体技术达到国际领先水平。项目主要特点和创新点体现在建立了复合稀土钨电极的烧损模型，解释了电极烧损机制，揭示了多元复合稀土产生协同效应的作用机理，提出了利用稀土复合协同作用的成分设计原理，发明了综合焊接性能优于现行钍钨电极的多元复合稀土钨电极；探明了多元稀土对钨电极粉末冶金和塑性加工等各制备工序的影响规律，开发出制备多元稀土钨电极的APT直接掺杂、大温度梯度还原、低电流垂熔烧结等工艺技术，形成了稀土钨电极的工业生产工艺；集成创新研制出生产线关键设备，实现了高效生产和过程质量控制，工业生产成品率比现行钍钨电极高5%以上，为该类材料加工的领先水平，并建立了国内外首条多元复合稀土钨电极生产线，年生产能力达到120吨。


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钨电极广泛应用于惰性气体保护焊、等离子焊接、切割以及热喷涂等领域，是国民经济和国防军工中不可替代的关键功能材料。目前使用较多的电极以钍钨电极为主，钍钨电极中含有具有放射性的钍元素，其生产和使用过程中会造成环境污染，危害人类健康，美国、欧盟的相关生产商正在放弃钍钨材料的生产或将生产转移到发展中国家，我国长期以来进行替代钍钨的研究工作，先后开发出铈钨、镧钨等多种电极，近期研制的多元复合稀土钨电极，小规模试验研究表明综合焊接性能达到并超过了同规格的钍钨电极，开展该类电极的产业化关键技术研究显得尤为迫切。

在国际上首次实现多元复合稀土钨电极的工业生产和全球市场销售。具体创新在：

1 具有自主知识产权的成分设计。

2 突破了工业生产技术难点。

3 成功替代了钍钨电极，实现了钨电极的清洁生产和环境友好。

课题经过多次试验，突破了多元复合稀土钨电极的产业化关键技术，综合成品率达到75%以上，实现了该产品的稳定生产。具体技术创新表现在：

1） 取消煅烧的APT液-固掺杂。 既降低了生产成本又实现了均匀掺杂。

2） 大温度梯度还原。可以实现还原粉末粒度调控。

3） 低电流垂熔烧结。即节约能源，降低成本又能降低烧损。

4） 塑性变形加工新技术。提高了产品的综合成品率。

目前电极生产企业利用该技术生产了近百批电极，产品综合成品率稳定，均在75%以上，生产稳定。多元复合稀土钨电极目前已经批量销往欧洲、日、韩等国家，国内市场和美、日、韩等国家市场正在扩大。通过对典型用户进行产品性能意见调查，用户普遍反映，多元复合稀土钨电极综合焊接性能优于钍钨电极，可焊接各种母材，适应性好。鉴于该产品的优异焊接性能，已被应用于“神五”宇宙飞船焊接中。


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6月29日,多元复合稀土钨电极及其制备技术在京通过鉴定,中国工程院院士左铁镛、中国有色金属工业协会副会长钮因健、中国钨业协会会长周菊秋等领导、专家参加了鉴定会。钨电极是一类广泛应用于氩弧焊、等离子体焊接、喷涂、切割技术和冶金工业中的关键热源材料,全世界每年使用钨电极的总消耗量已达到1600吨(最高熔点钨金属的燃弧挥发量),市场需求随着经济发展仍在稳定增长。

然而目前使用的钨电极70%以上仍然是有放射性污染的钍钨电极,严重污染环境和危害人类健康,世界各国材料工作者努力研发替代产品,但至今未见可全面替代钍钨电极的工业产品。该项目通过承担国家“973”、“863”等课题,在北京工业大学长期探索积累基础上,产学研合作,自主研制出综合性能优异的多元复合稀土钨电极材料及其制备技术,在北京矿冶研究总院北京钨钼材料厂实现了产业化,该产品经国家焊接材料质量监督检测中心检测和用户使用证明,比现行钍钨和单元稀土钨电极性能优越,满足工业标准和使用要求。项目研究突破了材料成分、制备工艺和装备、以及检测设备等核心技术,形成15项专利技术和产品生产技术标准体系。目前,新型多元稀土钨电极产品已在北京钨钼材料厂实现了工业大规模的稳定批量生产和在全球市场销售,应用到工业、农业、国防等领域。2004年以来已实现销售收入1.3亿元,获得了明显的经济效益和社会效益。

与现行钍钨等电极技术比较,该产品在成分设计、制备工艺、技术性能和环境影响等方面均有突出的创新之处和显著进步,整体技术水平优于国内外已有同类产品技术。这项完全拥有自主知识产权的系列产品成功替代了放射性钨电极,真正实现了该领域的低排放、无污染发展,可应用于TIG和等离子技术领域中各种钢材和有色金属铝、铜、钛等的焊接、切割、喷涂、熔炼等,涉及广泛的民用和军事工业领域;该项目产业化后,解决了北京材料产业的一大技术难题,提高了我国钨加工产业的国际竞争力,促进了行业技术进步和产业结构优化升级。


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