镧是一种化学元素，它的化学符号是La，它的原子序数是57，属于镧系元素，为稀土金属中最活泼的金属，在空气中很容易氧化。镧在独居石矿中约占稀土总量的25%。银白色的软金属，有延展性。能与水作用。易溶于稀酸。在空气中易氧化；加热能燃烧，生成氧化物和氮化物。在氢气中加热生成氢化物。它是稀土元素中第二个最丰富的元素，常与其他稀土元素一起存在于独居石中、氟碳锶镧矿中。它是铀、钍或钚裂变的放射性产物之一。它能赋予玻璃特殊的折光性能，使玻璃具有较高的折射率。 镧的制备一般由水合氯化镧经脱水后，用金属钙还原，或由无水氯化镧经熔融后电解而制得。常用来制造昂贵的照相机镜头。138La是放射性的，半衰期为1.1×1011年，曾被试用来治疗癌症。

镧钨电极是欧洲国家在八十年代推出的企望替代钍钨产品的改良品种，一经推出，以其优良的焊接性能在国际焊接界倍受关注并非常流行，尤其受到欧洲焊接学院派的追捧，因为这个原因，镧钨电极的出口量仅次于钍钨，而在国内市场认知度并不高。其特点是导电性能最接近2%钍钨电极，耐用电流高而烧损率最小。


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不锈钢焊条纯钨的熔点高（3650K）、电子发射能力强、弹性模量高、蒸汽压低，最早被用作电子发射材料，但纯钨的发射效率很低，并且在高温下再结晶形成等轴状晶粒组织会变脆，易断裂。为了克服上述缺点，各国材料工作者致力于研究和开发各种新型电极材料，以钨为基，掺杂一些高熔点、电子逸出功率低的稀土金属氧化物，即可提高再结晶温度，又能激活电子发射。但是，在以稀土钨电极为研究方向的基础上，尽管已经取得了一些成就，但从目前的全球市场来看，钨电极的替换使用仍然任重而道远。

在我国90年代，为了制取性能优良且无污染的钨电极，在三氧化钨粉末中添加氧化镧，经过还原、压制、垂熔、旋锻、拉伸制得了镧钨电极。经分析，镧钨电极的电性能明显优于铈钨和钍钨电极，镧钨中的氧化镧的迁移速率和蒸发速率低，能形成较好的燕尾搭接金相组织，具有良好的高温抗蠕变性能。采用高能球磨和真空热压烧结工艺制备出块体纳米晶钨-氧化镧电极材料，研究了不同氧化镧含量对纳米晶钨电极材料电性能的影响，同时用扫描电镜和能谱仪测定了燃弧后电极尖端La的分布及显微组织。结果表明：纳米晶钨-氧化镧电极的电性能优于传统的粉末冶金粗晶钨电极。当氧化镧含量在6％～8％时，其热电子发射能力和稳定性最好，但是随着稀土氧化镧含量的增大，镧钨电极的成型性和加工性更加困难。


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铈是一种化学元素，它的化学符号是Ce，原子序数58，原子量140.115，属于镧系元素，也是稀土元素之一。元素名来源于小行星谷神星的英文名。1803年德国化学家克拉普罗特、瑞典化学家贝采利乌斯分别发现了铈的氧化物。铈的天然稳定同位素有4种：铈136、138、140、142。铈在地壳中的含量约0.0046%，是稀土元素中丰度最高的。灰色软金属。在独居石中占稀土总量的40%以上。铈化学性质活泼，在空气中用刀刮即着火，溶于酸，不溶于碱。 铈为铁灰色金属，有延展性，熔点799°C，沸点3426°C，密度6.657克/厘米³。铈是除铕外稀土元素中最活泼的。铈在室温下很容易氧化；在冷水中缓慢分解，在热水中反应加快；大多数铈盐及其溶液为橙红色到橙黄色，具有反磁性和强氧化性。二氧化铈用于抛光精密玻璃制品，也可做玻璃去色剂和用于生产有色玻璃，硝酸铈用于制造白炽灯罩。

铈钨电极是在钨基中添加稀土氧化铈经过粉末冶金和压延磨抛工序制作而成的钨电极产品，是我国最早生产的无放射性钨电极产品，该产品的特点是在低电流条件下有着优良的起弧性能，维弧电流较小。因此，它常用于管道，不锈钢制品和细小精密部件的焊接。在低电流直流条件下或电极直径在2.0mm以下，铈钨电极是钍钨电极的首选替代品。


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不锈钢焊条纯钨的熔点高（3650K）、电子发射能力强、弹性模量高、蒸汽压低，最早被用作电子发射材料，但纯钨的发射效率很低，并且在高温下再结晶形成等轴状晶粒组织会变脆，易断裂。为了克服上述缺点，各国材料工作者致力于研究和开发各种新型电极材料，以钨为基，掺杂一些高熔点、电子逸出功率低的稀土金属氧化物，即可提高再结晶温度，又能激活电子发射。但是，在以稀土钨电极为研究方向的基础上，尽管已经取得了一些成就，但从目前的全球市场来看，钨电极的替换使用仍然任重而道远。

1913年平奇(Pintsch)发现了钨-二氧化钍电极材料，在纯钨中添加2%（质量分数）左右的二氧化钍，其逸出功率降低近一半而减小至2.63eV（纯钨为4.55eV），大大提高了发射效率，可达50mA/W~70mA/W（经碳化的纯钨电极只有25mA/W~40mA/W）.而且钨-二氧化钍的引弧和稳定性能也比纯钨大大提高。但是钍属于天然放射性元素，其α射线的半衰期长达1.4×1014年，在生产和使用中的放射性污染对环境和人体健康造成危害；日益高涨的环保意识限制了它的发展，而且钨-二氧化钍电极的电弧稳定性和耐久性也不能满足日益发展的焊接技术的需求，因此各国材料工作者都一直在进行研究和开发新的代钍钨电极材料。


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