纳米钨探针制备

钨探针图片

纳米钨探针是采用钨丝制备,制备方法有很多种,如:机械剪切法、机械研磨法、场蒸发方法、离子轰击方法、电火花加工、电化学腐蚀法等。最常用的制备钨材质探针的方法是电化学腐蚀法,该方法制备原理简单,且制备设备简单、容易实现,可控性较好,成本较低,因此被广泛应用。电化学腐蚀法又可分为:交直流共用法、磁场增强法、液膜法、逆向电化学法、下端腐蚀法和脉冲电化学加工法等。以上方法都是通过改变溶液浓度、浸入深度、腐蚀电压和脉冲电压的占空比等因素来控制探针的形状和长-径比。但是在腐蚀过程中,钨丝是静止的,制备出探针轮廓线为指数型,长-径比的可调范围较小。

新型的纳米钨探针制备方法是在腐蚀过程中利用单片机步进马达轴向位移系统对钨丝进行匀速提起,并通过控制电化学腐蚀过程的参数来制备纳米金属探针,可以制备出不同长-径比的钨纳米探针,其尖端曲率半径可达30nm,能够满足不同的应用需要,其制备过程如下所示:

1.对金属钨丝的表面进行电腐蚀,去除表面的氧化层,然后对其进行清洗。即将钨丝(纯度99. 99%,如直径O. 5mm)作为阳极,铜棒作为阴极,置于NaOH水溶液(2mol/L)中,浸入深度分别为阳极2. 5mm-9mm,阴极40mm,通以IOV的交流电,腐蚀30-100S,去除钨丝表面的氧化层,然后利用去离子水清洗干净。

2清洗后的钨丝为阳极,铜棒为阴极,置于腐蚀溶液中(例如2mol/L的氢氧化钠水溶液)中,接通电源使其开始腐蚀,同时利用单片机步进马达轴向位移系统将钨丝进行提起,并始终保持部分钨丝位于溶液中,停止提起后继续静止腐蚀直至钨丝尖端脱落,制得纳米钨探针。

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钨铜燃气舵

作为火箭喷流工作中的特殊翼,钨铜燃气舵是推力矢量控制技术中的一个重要代表,其在现役和在研的空空导弹中承担着不可或缺的角色。对于钨铜燃气舵有以下几点设计要求:
1.应具有足够接近常值的升力梯度以满足最大升力控制要求;
2.燃气舵差动时需满足总体对横滚控制要求;
3.保证燃气舵阻力小以减小发动机的推力损失;
4.舵面铰链力矩及其在整个工作期间变化要相对较小以降低对舵机功率的要求;
5.燃气舵尺寸尽可能小但要满足强度和刚度的要求,安装位置要合理,便于后续附属零部件的结构设计及安装;
6.燃气舵偏转至最大角度时,不能产生机械干涉。

通过烧蚀机理分析:
1.颗粒侵蚀效应:燃气流中大量高速高能固体粒子对燃气舵表面进行强烈撞击,是的局部表面在短时间内达到很高的温度,加速材料的烧蚀。另一方面,表面粗糙度的增大还会导致流场分布不均形成涡流,也会引发局部热量的积聚;
2.机械剥蚀效应:基体材料之间存在热膨胀系数差异所导致的,其所产生的热应力超过结合强度时,在超音速燃气流作用下就会发生剥离。

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氩弧焊用钨电极

钨电极图片

氩弧焊常用的钨电极包括钍钨电极、铈钨电极、镧钨电极、锆钨电极、钇钨电极、复合钨电极和纯钨电极等。不同的钨电极具有不同的特性,使用者可以根据使用要求进行选择,电极直径和长度一般为φ0.5-50mm,长度:150mm、175mm和178mm。以下主要介绍氩弧焊用钨电极系列的主要特色。

铈钨电极:铈钨电极是一种绿色环保产品,不具有放射性污染。在很小电流的情况下他可以轻松起弧,且维弧电流也小于其他钨电极。在低电流直流的条件下,铈钨电极相较于其他钨电极更为适用,可以用于小管道和细小部件的焊接、断续焊接和特定数目的焊接。

钍钨电极:钍钨电极是目前氩弧焊用钨电极中使用最广泛的电极,其综合性能优良,能够承受过载电流。但是目前钍钨电极使用受到一定的限制,因其具有轻微的放射性污染,使用者常用铈钨电极和镧钨电极代替钍钨电极。

镧钨电极:镧钨电极焊接性能优良,其导电性能最接近2%钍钨电极,且不具有放射性污染。在焊接过程中,使用者不需要改变任何焊接操作程序就能方便快捷的用这种电极代替钍钨电极,因此镧钨电极成为了代替钍钨电极的最佳产品。它主要用于直流焊接,但也可以应用于交流焊接,且表现良好。

锆钨电极:锆钨电极在交流电下表现良好,在焊接过程中,其焊接点不能够保持圆球状,且电弧稳定。在高负载的条件下,其电弧也能稳定运行,这个性能优于其他类型的钨电极。另外,它还具有良好的抗腐蚀性能,因此适用于镁铝及其合金的交流焊接。

纯钨电极:纯钨电极价格便宜,适用于交流电流下,用于镁、铝及其合金的焊接。

钇钨电极:钇钨电极在焊接是,弧束细长、压缩程度大,尤其在中、大电流下熔深最大,主要用于军工和航空航天工业。

复合电极:在钨基体上添加了两种或者多种稀土氧化物,各添加物互为补充,因此其综合性能较好,焊接性能优于钍钨电极。

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钨电极直径选择及钨电极包装

钨电极根据原材料和掺杂元素的不同,分成不同类型,包括纯钨电极、钍钨电极、镧钨电极、锆钨电极、钇钨电极、铈钨电极和复合电极。由于其原料和掺杂元素的不同,不同的钨电极具有不同的特性,其使用范围也有所不同。在钨电极系列中,纯钨电极最便宜,通常用于铝,镁合金焊接交流。钇钨在焊接过程中弧束窄,压缩强度高,焊接中的高渗透率,高电流主要用于军事和航空业上。钍钨电极综合性能良好,即使在超负荷安培运载下也能够运作得很好,一般用于碳电极和不锈钢,镍合金和钛电极中直流电的负电极或正电极。镧钨电极导电性能良好通常用于焊接碳,不锈钢,镍合金和钛。铈钨电极在很小电流下也可以稳定起弧和维弧,通常用于氩弧焊焊接,等离子焊接,等离子切割,等离子喷涂料,等离子冶炼和气体放电光源使用。复合电极在焊接时可增加两个或更多的稀土氧化物,其焊接性能良好,且优于钍钨电极。

钨电极常规直径和长度为直径:0.5-50mm,长度:150mm、175mm和178mm。在焊接过程中,不同的焊接电流适用的钨电极直径不同。一般来说,钨电极直径选择取决于电流的大小。下列表格根据不同的焊接电流,选择不同直径长度:

电极直径

直流DC(A)

交流AC(A)

in

mm

电极接负极(-)

电极接正极(+)

非对称波形

对称波形

0.04’’

1.0

15-80

 

10-80

20-60

1/16

1.6

60-150

10-18

50-120

40-100

0.079

2.0

100-200

12-20

70-160

60-130

3/32

2.4

150-250

15-25

80-200

80-150

1/8’’

3.2

220-350

20-35

150-270

120-200

5/32’’

4.0

350-500

35-50

220-350

170-260

3/16’’

4.8

420-650

45-65

240-420

220-340

1/4’’

6.4

600-900

65-100

360-560

250-450

钨电极包装:钨电极的包装视产品的尺寸而定。常规的150和175mm长度的电极可以特制采用塑料盒包装,有5支/盒和10支/盒。当电极长度较长时,如200mm,300mm,400mm,450mm等则可以通过塑料膜捆绑包装后,再通过后塑料盒包装。这个方式也可用于长度较短的电极中,可节省一部分运费。

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银钨电极

银钨电极又称为银钨棒和银钨条,即钨和银的合金。银钨合金综合了银和钨优点,高熔点、高比重、易切削、高导电、耐磨耐损、抗熔焊、抗氧化等优点,可以做出一般加工设备及刀具很难加工出的高光洁度的电极。另外,银钨电极比普通的电极具有更高的光洁度,能够加工成高精度产品。

银钨电极是用粉末冶金法制造,而合金中钨含量大60%则多采用浸透法生产。银钨电极具有高硬度,高弧耐腐蚀,耐高熔焊的属性,常作为电极材料以及电焊材料。白银和钨合金经过烧结后制得的产品,其导电率比钨铜高。因此其作为电阻焊电极时主要适用于抗氧化要求高的工作环境中。而作为电火花电极时能达到普通铜电极难以达到的光洁度,从而使磨具达到非常高的精度。另外,它还常被制成耐高温材料、微电子材料,通过大电流切换应用于航天和航空、冶金、机械、体育器材等领域。

常见的银钨电极的产品规格如下所示:AgW30 AgW40 AgW50 AgW55 AgW60 AgW65 AgW70 AgW75 AgW80 AgW85。

银钨合金性能指标:

牌号

含量(wt%)

比重(g/cm3)

电导率(%IACS)

硬度(HB)

AgW60

钨:60%,余量银

14.00

51

125

AgW65

钨:65%,余量银

14.50

48

135

AgW70

钨:70%,余量银

14.90

45

150

AgW75

钨:75%,余量银

15.40

41

165

AgW80

钨:80%,余量银

16.10

37

180

 银钨棒标准尺寸常备规格:(单位:毫米)

D2x200

D3x200

D4x200

D5x200

D6x200

D7x200

D8x200

D9x200

D10x200

D12x200

D14x200

D16x200

银钨板:(单位:毫米)

 厚度

宽度

 2-50

100

100

备注:也可按客户所需的尺寸定做

100

200

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