除了钨铜粉末自身的粒度及组成和外来杂质对钨铜电极的烧结性能所产生的影响外，烧结工艺本身的参数控制也会对其性能产生一定的影响。烧结工艺对钨铜电极烧结性能的影响主要源于两个方面，其一是成型压力的影响，另一个则是烧结气氛的影响。在试样进行压制成型时，通常会经历三个变化阶段。第一阶段是滑动阶段，此时压坯的密度上升很快；第二阶段是在第一阶段的基础上继续加压，空隙度为减少，压坯的密度几乎不发生改变；第三阶段是当压力继续增大超过某一定值时，随着压力继续升高，压坯密度相对继续增加。一方面是由于压力的增大提高了材料在压制第三阶段的致密化程度，即当压力继续增大超过某一定值时，如果继续增大压力，使粉末所受到的挤压力与摩擦力大于其弹性应力，颗粒产生塑性变形以填塞粉末间隙，其密度进一步增加；另一方面，由于纳米晶粒本身就具有极大的表面自由能，若进一步增大压制压力，通颗粒会发生塑性变形且表面自由能进一步增大，熔点则进一步被降低。这就使得其在较低温度下就能够有效浸润W颗粒。

在钨铜复合材料球磨过程中，随着球磨时间的延长，就不避免地会带来杂质金属元素，真空烧结可有效排除杂质元素或其氧化物，起到提纯的作用；另外，真空烧结还有利于排除吸附气体（孔隙中残留气体以及反应气体产物），对促进烧结后期的收缩作用明显。此外，在烧结到一定温度时候应该对炉体充如惰性气体进行保护。但是，充入惰性气体的时机是一个至关重要的问题。若充入时间过早，材料表面铜颗粒没有完全熔化和封闭表面，氩气便会通过颗粒之间的缝隙进入材料体内填充原本被抽成真空的孔洞，增大液态铜在对钨颗粒间隙进行浸润与填塞时的阻力，并在铜熔化并封闭材料表面后形成气孔；若充入时间过晚，材料表面已经产生了裂纹，再充入惰性气体也就错过了最好时机。最佳的时机应该是当表面铜已经大部分熔化并封闭表面，而温度却又没有高到发的程度。这时候充入惰性气体能够降低引起液相Cu的扩散的驱动力，  保持材料内部铜含量的稳定。

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钨铜材料不但具有钨高硬度、高强度、高熔点、高密度、低热膨胀系数以及优良的耐磨耐蚀性，还具有铜良好的可塑性和优良的导电导热性，因而在电接触材料以及电极材料领域有着较为广泛的运用。但是由于二者的熔点和理化性质相差很大且完全不互溶，在制备工艺方面一般只能采用粉末冶金的方法，这也使得钨铜材料的应用范围受到了很大的限制。目前主要的制备钨铜复合材料主要方式是对W-Cu复合粉末进行高能球磨、压制、烧结，通过分析粉末本身粒度及组成和杂质所带来的对烧结性能的影响，从而更好地控制各项参数以达到高性能的钨铜电极产品。

一般来说，在制备钨铜电极材料的过程中，为了提高压坯的成型效果，会加入一些化学助剂，如无水乙醇、硬脂酸等。这些助剂会在后续的烧结工序中直接挥发或分解，在颗粒间形成气孔。当烧结温度不断升高，液相Cu流动性变差，气体没有完全逸出形成封闭的孔隙，从而影响钨铜电极的致密度。此外这些助剂还很可能分解形成一些C、H、O等杂质元素，其直径较小，在合金中有很强的扩展能力，因而比较容易在晶界、相界等能量较高的位置发生偏聚，甚至生成脆生相，使合金在断裂过程中的沿晶断裂数目增加，降低了整体的性能。

对于粉末粒度来说，当粉末的晶粒尺寸小到一定程度时，粉末烧结温度下降，比表面积增加，烧结活性增强，利于粉末的合金化。当粉末粒度达到纳米级别时，粉末扩散大大提高，致密化过程加快，同时也可加大最终钨铜电极的致密度。有实验表明，在一定烧结温度和保温时间下，烧结体中的W颗粒尺寸会随着球磨时间的增大而增大。这是由于W颗粒尺寸变小是W在Cu中的溶解度增大所致。此外，由于球磨过程中反复地冷焊、破碎，晶格发生了严重的畸变，从而贮能升高，导致W在Cu中溶解度升高。

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了解钨电极的临界起弧电压可以掌握电极的引弧难易程度，是电极的重要性能之一。但是目前多采用高频引弧，一般来说只要其引弧性能与钍钨电极相当就可以引弧成功，因而稀土钨电极的引弧优势难以体现。烧损性能是指在特定条件下电极的烧损量，这与实际操作应用情况相差较大，因此只用引弧性能和抗烧损性能来测定电极的焊接性能是不够的，焊接电弧的I-U曲线也称为电弧的静特性曲线能够较为全面的对电极的焊接性能进行试验。

在实验中，将阴极设为水冷黄铜，氩气流量为6L/min，焊机空载电压为70V，弧长为3mm，电极伸出导气嘴的长度为6mm。燃弧后，迅速将回路电流调至40A，分别在电流为40A、60A、80A、100A、120A、140A、160A、180A和200A时，且电弧稳定燃烧时，测得相对应的稳态电压值，得到静特性曲线。

从静特性曲线图中可以发现，稀土钨电极和钍钨电极都有明显的三个曲线特征，即下降特性区、平特性区和上升特性区。相较于钍钨电极，所有的稀土钨电极都表现出较好的静特性，其电子发射能力优异，能够在较低的电压下达到特定的电弧电流。添加稀土氧化物能够明显降低电极表面的逸出功，提高电子的发射率，因此其具有优良的焊接性能，主要表现在稳定的静特性，优异的引弧和抗烧损性能。添加La₂O₃、CeO₂能够改善电极在中小电流密度下的焊接性能。添加Y₂O₃能够改善电极在大电流密度下的焊接性能。其中添加多种稀土氧化物的稀土钨电极焊接性能优于单元稀土钨电极。

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随着我国现代化建设的发展，放射性物质和核辐射技术的应用也得到了迅速发展。核辐射，或通常称之为放射性，是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流。目前核辐射放射源已经被广泛应用于工业、医疗、科研、农业等多个领域，如用于石油管道和机器设备的探伤检查、物品微生物的杀灭、食品的灭菌和保鲜等。虽然核能的应用和研究为人们国家带来了巨大的利益，但其伴随的危害也是不容小觑的。

核辐射对人体具有危害作用，当人体受到核辐射的照射后，会出现恶心、呕吐、自发性出血、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血性腹泻、皮肤脱落、脱发、严重疲劳、胃肠功能紊乱等症状，严重者神经细胞、消化道细胞、人体免疫系统会受到重大损伤。由于核辐射阻滞了细胞的新陈代谢，使得细胞大量生长，因而还会导致肺癌、白血病、甲状腺癌、乳腺癌及其它癌症。有时还会增加畸变、遗传性病变的发生率，从而影响几代人的健康。一般来说，人体所接受的辐射能量越多，其放射病症状越严重，致癌、致畸的风险也将越大。

钨合金屏蔽件具备较高的辐射屏蔽性能，可用于核辐射防护领域。与传统的屏蔽件材料（如铅）相比，钨合金屏蔽件具备更高的密度，因此在同等重量的情况下，钨合金屏蔽件的体积更小，但其辐射屏蔽性能却没有丝毫减弱。此外，铅屏蔽件具有毒性，会危害人体健康以及污染环境，而钨合金屏蔽件无毒无害，不存在这个问题。

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除了外界物质所引入的脏化，硬质合金生产工艺中所发生的脏化也是其中一个重要原因。这里我们着重介绍成型剂脏化和烧结工艺的脏化。根据成型剂种类的不同，成型剂脏化还可分为橡胶成型剂脏化和石蜡成型剂脏化。而橡胶成型剂的脏化原因主要有两个方面，其一是橡胶溶解于汽油中由于溶解度较低形成的凝胶带来的脏化。凝胶分子通常较小，塑性较高，压制时所受压力不足，无法充分变形，烧结收缩后容易形成孔洞；其二橡胶生产工艺中使用的无机盐类填料残留在成型剂体系中所引入的金属杂质。因此需选用硫酸钙含量较低的橡胶或适当添加热塑性单体和高分子树脂以减少橡胶的使用量。石蜡成型剂在烧结过程中由于熔点较低可直接挥发，在硬质合金的生产中使用十分广泛。但是在实际应用中，石蜡容易从乙烷中析出形成乳浊液。其对硬质合金粉末的包覆性较差，在烧结收缩后就形成孔洞。针对这种情况，研究人员通过有机相对硬质合金粉末进行包覆促使粉末表面发生改质，如硬脂酸、树脂酸等，以促进整个体系的相容性。

在烧结工艺方面，随着烧结温度的升高，粘结相Co会处于熔融状态，在冷却过程中由于收缩程度的不同，Co相可能在收缩过程中发生聚集，在硬质合金钨骨架中出现孔洞。针对这一现象，相关研究人员采用改进真空烧结工艺的方法，将烧结和加压在同一设备中进行，使得其不容易造成产品的氧化和脱碳。另外，还有通过一些新型工艺如辅助场烧结工艺、梯度烧结工艺、激光烧结工艺等，通过减少钴池数量、提高粉末表面质量使基体结合更加紧密。

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在硬质合金的生产过程中，有效控制内部孔洞的数量和大小是十分关键的一环。由于孔隙过大或者过多都会明显加速硬质合金产品的断裂程度及速度，从而使整体的合金强度及韧性有所下降。因此，对于硬质合金脏化的原因进行分析总结，以对硬质合金生产工艺进行改进是至关重要的。通过实验以及结合实际生产过程分析，硬质合金脏化的原因主要包括外界杂质、金属杂质、氧化颗粒脏化、成型剂脏化以及生产过程中发生的脏化等等。

由于硬质合金生产工序较长，外界杂质的引入渠道也是多方面的，如空气中的尘埃、人体毛发等等，从混料、烧结、存放到运输等一系列过程都有可能引入杂质。而这些外来杂质往往数量最多，烧结后所产生的孔隙也通常难以在后续工序中得到有效去除。为了解决这类问题就要求操作人员严格遵守操作规程，最大限度地减少由人为因素所引入的杂质；其次还应尽可能采用全封闭式生产线以及热等静压（HIP）的方法以减少生产车间的灰尘的数量。金属杂质的引入主要是由硬质合金生产中所使用的设备引起的，如擦筛制粒时所使用的筛网发生破碎；球磨时球磨筒壁被擦削混入金属粉末；以及一些设备由于腐蚀、老化等原因引入的碎屑都可能引起硬质合金的脏化。大多数的金属杂质的熔点都低于硬质合金材料，且杂质和硬质合金主体收缩程度不同，因而在烧结过程中会先熔化并渗透到边缘硬质合金粉末颗粒之中，使得粘结相Co受到破坏；粘结性和润湿性变坏；边缘组织收缩不良，从而产生孔洞。因此平时因注意检查筛网的使用情况，遵守装载和拆卸时的操作流程，同时还应注意经常检查设备是否有腐蚀、老化的现象。氧化颗粒的脏化主要是由于粉料在制备和贮运的过程中与空气发生氧化反应，发生结块，导致后续工艺难于压实。降低湿磨介质的含水量和采用真空干燥工艺能有有效降低粉末发生氧化的几率。

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