负膨胀材料具有很高的研究与实际应用价值，随着温度的变化这类材料的体积呈负膨胀特性。钨酸锆是目前最优良的各向同性负热膨胀化合物，也是新型负热膨胀化合物中，从晶体结构到热收縮性质都引起人们极大兴趣的典型化合物。有研究指出若以钨酸锆为基体，固溶进其它元素使其性能发生改变，将具有非常广泛的应用前景。一种以仲钨酸铵为原料制备钨酸锆掺铈负热膨胀陶瓷粉体的方法，具体如下：

1.取原料：八水氯氧化锆、仲钨酸铵、硝酸铈铵，按照一定的化学剂量比称量八水氯氧化锆、硝酸铈铵进行混合，并溶解于去离子水中，同时将仲钨酸铵也溶解于去离子水中，并使得W的浓度与Ce和Zr的浓度之和保持一致；
2.将去离子水和浓盐酸按一定体积比，配制成浓度为6-10mol/L的盐酸溶液待用；
3.氯氧化锆和硝酸铈铵的混合溶液、仲钨酸铵溶液使用双滴加法加入到一定量的去离子水中，滴加的同时伴随搅拌，并将混合液的温度控制在60-80℃之间，搅拌4-8小时；
4.升高温度至80-90°C，在不断搅拌的条件下将配置好的盐酸溶液滴加到混合液中，使最终溶液的H⁺浓度为1.5-3mol/L，继续搅拌16-24小时；
5.将步骤3得到的混合液转入带有聚四氟乙烯衬里的反应釜中，在165-220℃的温度下加热反应12-72小时，抽滤，60-85℃下烘干，制得前驱体；
6.将前驱体置于马弗炉中加热到600-700℃，并保温6-12小时，得到最终钨酸锆掺铈陶瓷粉体。

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使用浸渍法制备的钡钨电极具有发射性能好，电流密度大，电极外表光滑及产品寿命长等特点。但是该工艺具有复杂工序和加工困难的缺点。

浸渍法制备钡钨电极要具备两大要素，钨海绵体和发射材料，制备过程如下所示：
1.钨海绵体的制备：原料：钨粉（250目/cm2）97g，石蜡3g，航空汽油：30~40cc，甘油；制备过程：将汽油倒入石蜡中，使石蜡熔化，再倒入钨粉中（180℃左右），迅速搅拌，直到闻不到汽油味为止，然后压制成块。将压制好的钨粉进行低温烧结，烧结的温度慢速升温到600℃之前是100~150℃/小时，在600~1400℃时是200℃/小时（保温1小时），使之成型要烧到1700℃。最后进行高温烧结，高温烧结在2000℃（半小时左右）。
2.发射材料：将铝酸钡放入100℃的烘箱中进行烘烤，然后将其磨碎压制成块放入钼舟中加入Al₂O₃进行烧结，当烧结温度达到为了700~800℃时，保温1小时，当烧结温度在1400℃时，保温2小时。烧结成块后将其磨碎得到成品。
3.浸渍式钡钨电极：将铝酸钡放入硝化棉中搅拌调成糊状，涂在钨海绵体表面，将其烧至1750℃，直至产品表面颜色呈现淡绿色。然后将烧结好的电极放入石英容器中抽真空烤高频后制得成品。最后将电极置于干燥真空环境中存放。

钡钨电极的使用注意事项：
1.不能使其受潮或者长期暴露于大气中，存放于真空状态下为最佳；
2.使用该电极时不能用皮肤表面直接接触，防止电极表面出现汗痕；
3.电极质地轻脆，使用时轻拿轻放；
4.电极存放不当表面出现氧化时，可以进行烧氢处理清除表面暗斑，然后继续使用；
5.电极发射端出现龟裂，破损时，要停止使用。

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以钨钴类硬质合金（WC-Co）为例，其具有高硬度、高密度、高强度以及优良的化学稳定性，但是其耐磨性较差，相关研究人员也对此进行了大量研究，主要从以下三个方面分析硬质合金耐磨性能的影响因素，其包括硬质相（WC）晶粒尺寸、微量元素或添加剂以及化学热处理工艺等。

根据材料微观结构决定表面性质的原理，相关研究人员推测硬质合金中硬质相（WC）的晶粒尺寸大小一定会对其耐磨性产生较大的影响，因此也做了大量研究。实验数据表明当硬质合金（WC-Co）中的硬质相（WC）晶粒尺寸减小到亚微米以下，对于材料的硬度、强度、韧性以及耐磨性都得到了一定的提高。耐磨率与WC颗粒的尺寸关系图如下所示：

硬质合金球齿

从图中我们不难看出在硬度值较低时，硬质相碳化钨（WC）的硬度起着主要作用，而在硬度值较高时，则材料的韧性占据主要作用。随着WC颗粒尺寸的不断增加，磨损加速，磨损率也相应上升，但是不能偏颇地认为纳米级的碳化钨（WC）颗粒对磨损性能就一定有利，磨损的机理与条件是相辅相成的。通常来说，晶粒越细也认为缺陷越小，粘结相钴（Co）的平均自由度越小，相应的硬度和抗弯强度也较高。而随着硬质合金试样硬度不断上升，WC晶粒尺寸与磨料相对尺寸相接近时，合金的磨损体积损失与其硬度之间无明显相关性。

微量元素与其他一些添加剂的添加也是较为常见的方法之一。人们通过加入一些具有特定优良性能的添加剂及元素对硬质合金本身的成分和性能加以改变以适应各种不同的工作需求。较为常见的添加剂如晶粒长大抑制剂（细化晶粒，抑制晶粒长大）、一些耐蚀成分（提高耐腐蚀性）、一些稀土元素或高熔点金属等（优化硬质合金相应的性能）。而添加剂对硬质合金耐磨性能的影响原理也不尽相同，有的是通过对晶粒的细化是组织结构变得均匀，有的则通过改善Co在WC上的润湿性来提高界面的联结强度，从而提高硬质合金球齿的耐磨性。

最后是化学热处理对硬质合金球齿耐磨性能的影响。从理论上说，对硬质合金球齿进行热处理能够改变基体的组织结构分布与相应化合物的协调性，从而充分发挥复合材料所具备的优势。因此国内外的相关学者和研究人员都开展了大量对硬质合金球齿热处理机理的研究，并得出了不同的结论。目前较为主流的对硬质合金球齿热处理强化机理的解释有两种：其一是认为热处理使钨W在粘结相Co中补充溶解，使WC晶粒邻接度下降，与此同时WC和Co邻接度上升，从而硬质合金球齿的耐磨性能得到改善；而另一种则是认为热处理改变了Co相的相结构及合金内部的应力状态，其可以在很大程度上保留了粘结相高温时的面心立方体结构（fcc）a-Co，减少密排六方结构e-Co。前者为塑性物质，而后者为脆性物质，因此硬质合金球齿的耐磨性能得到相应的提升。此外，还有渗碳、渗硼、硼镧等化学热处理及激光处理、离子注射等方式。

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