钨电极材料主要包括纯钨电极、稀土钨电极和复合电极等，其中应用最为广泛的是稀土钨电极。稀土钨电极主要的电极材料有：钍钨电极、铈钨电极、镧钨电极、钨锆电极和钇钨电极等。钨电极材料具有良好的起弧性能，小的电极烧损率，使用寿命长等特点，常应用于焊接、电光源及电离子发生器等相关领域，以下将具体介绍在这几个领域中的具体应用。

钨电极是氩弧焊、等离子体焊接和切割中的关键材料。常用于焊接的钨电极材料是钍钨电极。钍钨电极具有低的电子逸出功，即使在过载的电压下也能很好的工作。另外，该电极起弧稳定，在焊接的时候不会污染到焊接件，且使用寿命长。在很长一段时间内是焊接领域中使用最广泛的电极。但是，由于钍钨电极具有放射性污染，因此，目前，多采用铈钨电极代替钍钨电极应用于焊接领域。

钨电极材料具有功函数低、熔点高和增气压低的特点，这些特性有利于降低负载温度，减少电极烧损和溅蚀，从而延长灯泡的使用寿命。相关学者运用液-固混合阀制备出稀土钨电极，经加工制成小功率金卤灯电极，并组装成70W的金卤灯整灯。另外，对不同材质的金卤灯的特性进行分析发现，镝钨和镝钇钨电极的金卤灯的防溅性能和抗腐蚀性能最好。

钨电极常作为阴极运用于等离子发生器中。电弧等离子器由于常用于切割、热喷涂、焊接、熔炼、新材料合成、超细粉末的制备等高温辐射和高能离子轰击环境下，使得阴极材料要具备良好的耐高温性能和抗磨损性能，才能很好的提高等离子发生器的使用寿命。稀土钨电极具备以上优良性能，被认为是电弧等离子发生器中的最佳材料。

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硬质合金的基本组成是碳化钨WC+钴Co，其具有高硬度、高强度、高耐磨性以及良好的化学稳定性，可广泛运用于各种切削工具、挖掘工具等。而如今硬质合金又在电子领域以及一些医用领域有了新的发展，如PCB微钻、牙医所使用的微钻，都给硬质合金的性能提出了更高的要求。因此，从原料入手，高质量的硬质合金混料是保证最终硬质合金成品性能的关键要素之一，若硬质合金混料质量不佳，即使工艺和设备再先进，也无法制得具有优良性能的硬质合金产品。目前，国内硬质合金混料的制备方法主要包括两种，其一是湿磨—机械制粒工艺，另一种则是湿磨—喷雾干燥工艺。湿磨—机械制粒工艺设备较为简单，操作也较为方便，但是其干燥和制粒两个工序需要分开进行，工序时间较长，期间物料也容易接触空气或者其他杂质发生氧化和脏化，所制得的硬质合金混料的质量相对不佳。

而硬质合金混料湿磨—喷雾干燥虽然设备较为复杂、前期的投资相对较高，但是其生产自动化水平较高，生产出的混料有较好的流动性，粒度分布均匀，松装密度稳定，能够满足大批量且高性能的硬质合金产品的生产需求。与传统的湿磨—机械制粒工艺相比，湿磨—喷雾干燥工艺的基本过程为配料→湿磨→喷雾干燥→混料，其取代了原来真空干燥、擦筛、制粒等多个工序，极大地提高了整体的工作效率。在配料这一工序上应注意原料粒度的选择以及控制碳氧平衡。要求WC粉粒度均匀及其原始晶粒度与烧结后硬质合金晶粒度相等。而控制碳氧平衡最为关键也是最难控制的一个方面，由于W-C-Co三元合金中C的含量所允许的波动范围是极其有限的，一旦出现脱碳相（η相）或渗碳相（石墨相），硬质合金的性能将会急剧下降。

接下来的湿磨工序是将按一定比例配好的WC粉、Co粉以及其他碳化物粉和添加剂加入湿磨机进行球磨，直到研磨成所需粒度，并与Co实现充分混合。在湿磨的过程中，只有破坏并分散颗粒的团聚，将物料充分破碎和分散，才能保证粉末各组元间有效混合。而湿磨又可分为滚动球磨和搅拌球磨两种方式。滚动球磨利用筒内研磨体（球）和被研磨体（物料）在摩擦力和离心力作用下旋转至一定高度后自由落下，对筒内物料产生冲击和磨削作用将物料磨碎并搅拌均匀。而搅拌球磨机则是依靠动力带动转轴搅拌转动搅拌球和物料，其转动产生的切向分力和离心力将球和物料沿径向移动。因受筒底阻力和筒壁阻力而使物料和球产生垂直分力和切向分力使球和物料螺旋式上升，相互碰撞、摩擦形成复杂运动。

喷雾干燥塔是进行硬质合金混料干燥及制粒是目前国内外混料生产中较为先进的生产工艺。将湿磨后的混合料用泵压入给料槽，搅拌均匀后加热，在压力作用料浆被送至雾化器雾化后从塔体下部喷入塔内。经油气热交换机加热的氮气N2由送风机送至塔体顶部的气体分配器并均匀进入塔体，对雾化的料浆进行干燥制粒。干燥后的料粒落回塔体底部进行回收。最终气体先进行与细粉末的初步分离，洗涤后进行加热又可重复利用。

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除了硬度、密度以及微观结构的检测外，对于钨铜材料来说，常作为EDM电极、高压放电管以及电子封装热沉材料，其热学性能（热导率、热膨胀系数）和电导率也是必不可少的检测项目。以下是对三种测试样热导率与电导率的测试结果：

从表中我们可以较为清晰地看出在三种工艺下钨铜复合粉末通过注射成型后的热导率最高，可达217W/(m·k)，而相比之下，采用模压和渗铜工艺的样品热导率水平较低。结合之前三者的微观结构分析，研究人员总结出了几个主要原因：

1.模压工艺下的钨铜复合材料虽然内部W、Cu两相分布较为均匀，但是存在一定的孔隙缺陷，这会严重地影响钨铜复合材料的热导率；

2.在最佳的渗铜工艺下，渗铜样品虽然内部基本不会产生孔洞，但是其中的Cu相无法成为一个连通的网络，W与Cu两相分布不均匀，在导热的过程中，有部分的热导率传递是通过W相进行的，这也是其导热率较低的一个关键因素；

3.而相对来说，采用注射成型工艺能够有效避免这两种缺陷，不仅提高了钨铜产品的致密度，而且使W与Cu两相分布均匀，因而其具有较高的热导率。

从理论上说，固体材料的发生热膨胀是由于原子作热振动中心偏离平衡位置，即晶体振动的非谐效应。当烧结温度升高，原子振动也加剧，原子振动能量越大，使得微观上原子晶胞参数增大，而在宏观上则表现为固体材料的热膨胀。对于单相材料来说，其热膨胀会随着温度的升高而升高。而对于钨铜W-Cu两相电子封装复合材料具有较低的热膨胀系数，其热膨胀行为比单相材料复杂得多。通过实验发现，在温度较低时，钨铜复合材料所表现出的是负膨胀，而当温度超过一定值时才表现为正膨胀。注射成型与模压成型工艺下的钨铜样品热膨胀系数比渗铜样品更为稳定，变化幅度更小。这是由于相变、磁致伸缩以及内部组织的原因，材料受热膨胀会表现出一些特殊规律。通过加大W相在温度升高时对Cu相膨胀的制约程度，从而降低钨铜复合材料的热膨胀系数。此外，由于材料之间热膨胀系数不同，钨铜复合材料内部会产生复杂的应力，而这些复杂应力分布又会对组分的热膨胀行为产生一定的约束和抑制作用。

而对于电导率则采用涡流法进行测定。当截有交变电流的线圈（也称探头）接近导电材料表面时，由于线圈交变磁场的作用，在材料表面和近表面感应出旋涡状电流，此电流即为涡流。材料中的涡流又产生自己的磁场反作用于线圈，这种反作用的大小与材料表面和近表面的导电率有关。通过涡流导电仪可直接检测出非铁磁性导电材料的电导率。经检测发现，注射成型的钨铜样品具有最高的导电率，可达37.43%IACS，远高于模压样的29.85%IACS与渗铜样的33.18%IACS。而主要原因也是由于注射成型的钨铜产品致密度高，内部孔隙少，且内部的Cu相形成连续网络，因而导电率高。

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