铀(Uranium)的原子序数为92的元素，其元素符号是U，是自然界中能够找到的最重元素。在自然界中存在三种同位素，均带有放射性，拥有非常长的半衰期（数亿年~数十亿年）。此外还有12种人工同位素(铀-226~铀-240)。铀在1789年由马丁·海因里希·克拉普罗特（Martin Heinrich Klaproth）发现。铀化合物早期用于瓷器的着色，在核裂变现象被发现后用作为核燃料。

由于医疗技术日新月异，生活中辐射越来越多，已造成新的困扰， 这些射线有X射线，伽马射线，α射线，β射线等。钨合金是用来做屏蔽件的最佳材料，无论是医疗或是工业设备。与传统屏蔽材料相比，钨合金屏蔽件体现了很好的价值。高密度合金可以提供一样的能量吸收，而体积不到铅的1/3.人们可以很好的利用钨合金可靠的屏蔽性能。我们的钨合金屏蔽件常用语辐射源的容器，伽马射线屏蔽以及工业用品屏蔽。屏蔽件也可用于瞄准仪，癌症治疗的屏蔽以及防辐射注射器。为了保护病人以及医护人员，有必要使用钨合金设备来屏蔽这些有害辐射。

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钋是一种银白色金属，能在黑暗中发光，由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔在1898年发现，两人对这种元素的命名是为了纪念居里夫人的祖国波兰。钋是目前已知最稀有的元素之一，在地壳中含量约为100万亿分之一，钋主要通过人工合成方式取得。钋是世界上最毒的物质之一。

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α衰变和自发裂变是锕系元素的重要核特性，随着原子序数的增大，半衰期依次缩短，铀238的半衰期为44.68亿年；铹260的半衰期只有3分钟。锕系元素的毒性和辐射（ 特别是吸入人体内的α辐射体 ）的危害较大，必须在有防护措施的密闭工作箱中操作这些物质。

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氡是天然放射性惰性气体（故也称氡气），无色无嗅，可溶于水，其化学符号为Rn。氡有很多放射性同位素，其中半衰期最长的同位素是氡-222（半衰期为3.82天），前面所说的氡通常即是指氡-222。有人把氡气比做“无形的杀手”，虽然有些夸大其词，但氡确实可以对人的健康构成危害。世界卫生组织已把氡列为19种致癌物质之一，研究表明氡吸入是仅次于吸烟的第二大致肺癌因素。

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放射性锶可以作为环境放射性污染的重要标志物：锶-90和锶-89是用来评估核试验所致环境污染物的主要核素之一。锶-90居于被选对象的首位是因为它在裂变产物中的份额较高、物理半衰期较长、及进入人体后有重要的毒理学意义。反应堆运行和乏燃料（辐照后的燃料）后处理产生的放射性废物中含有较多的锶-90。锶-90可作为β辐射源，在军事，科学研究及医学上均有重要用途。锶-89也可作β放射源。锶-85则是纯γ辐射源，是一种常用的示踪剂。动物实验证明，进入体内的放射性锶主要造成骨髓造血组织和骨骼的损伤，其随机性效应主要是骨组织瘤，其次为白血病。

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金属铯是一种金黄色，熔点低的活泼金属，在空气中极易被氧化，能与水剧烈反应生成氢气且爆炸。铯在自然界没有单质形态，铯元素以盐的形式极少的分布于陆地和海洋中。铯也是制造真空件器、光电管等的重要材料。放射性核素Cs-137是日本福岛第一核电站泄露出的放射性污染中的一种。

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放射性元素是指能够自发地从不稳定原子核内部放出粒子或射线（如α粒子、β射线、γ射线等），同时释放出能量，最终形成稳定核素的一类元素，这一过程叫做放射性衰变。一般原子序数在84以上的元素都具有放射性，原子序数在83以下的某些元素如锝（Tc）、钷（Pm）等也具有放射性。放射性元素分为天然放射性元素和人工放射性元素两类。天然放射性元素包括钋（Po）、氡（Rn）、钫（Fr）、镭（Ra）、锕（Ac）、钍（Th）、镤（Pa）和铀（U）等；人工合成的放射性元素，如锕系元素中在钚以后的元素。自然界存在三个主要天然放射系，分别为铀系、锕系和钍系，这三个系的“始祖”核素分别为238U、235U和232Th。由于“始祖”核素的寿命和地球的年龄相近，所以这些核素还没有完全衰变掉。系中每一个放射性核素都是由前代的放射性核素通过 α或β衰变产生，最后分别终止于稳定核素206Pb、207Pb和208Pb 。

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放射性元素（确切地说应为放射性核素）是能够自发地从不稳定的原子核内部放出粒子或射线（如α射线、β射线、γ射线等），同时释放出能量，最终衰变形成稳定的元素而停止放射的元素。这种性质称为放射性，这一过程叫做放射性衰变。含有放射性元素（如U、Th、Ra等）的矿物叫做放射性矿物。

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钨铼热电偶的特点

钨铼热电偶是耐高温热电偶。它具有温度一电势线性关系好，热稳定性可靠，价格便宜等优点。与显示仪表配套，可直接测量液体、蒸汽和气体介质等的温度。它可以部分替代铂铑热电偶作为高新冶金工业、高温电子热电系统结构工程及空间运载工具，核反应堆的超高温测量工具。

钨铼热电偶热电势对温度的关系符合ZBN05003—88分度表，等同 ASTME696—84标准。在真空、还原、惰性气氛中，可在0～2300℃范围内使用。采用特殊保护管的钨铼偶也可以在1600℃下的氧化气氛中长期使用，其价格较铂铑热电偶低。
 
钨铼热电偶的生产工艺

1：预合金粉末制备

按照重量百分比称负极材料和正极材料的各组分，分别制备负极材料和正极材料，采用高能分散方法，反三速度80-150r/min,分散时间15-20h

2:成型

机械压制成型，压力150-450Mpa,时间15-20s

3:预烧结

在还原气氛下1300-1500°*3h

4:垂熔

分两段，第一段：2000A*20min，第二段：2800-3300A*450min

5：旋锻：

温度1300-1600°，道次压缩率大于25%，加工尺寸范围10%-20%

7：清洗

碱液电解清洗，碱液浓度：15-20%，电解电压30-100V，时间5s

8：退火

成品丝材退火温度1200-1500°，时间30-60min

9：成品包装

真空包装


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用粉末冶金和金属塑性加工的方法生产钨中含有一定量氧化铈(≤4％)的电极材料。铈钨电极材料是一种非放射性电极材料，它是20世纪50年代以来为了取代放射性钍钨电极材料而逐步发展起来的。这种电极材料在惰性气体保护电弧焊和等离子焊接、切割等方面得到了广泛应用。

生产工艺

钍钨电极始用于20世纪50年代初期，它是在钨中加入≤3％的氧化钍。这种材料具有高的电子发射能力，耐烧损性和起弧性能良好；但是，由于钍是放射性元素，在生产、贮藏和使用过程中容易产生放射性污染，危害人体健康，因而从50年代中期开始，人们就开展了代钍材料的研究工作。1956年，美国路易斯(A．Louis)进行了在金属钨粉中直接加入0．5％～3．0％氧化铈粉末的试验，然后通过压坯、垂熔、旋转锻造制出焊接用电极。两年后，他将氧化铈含量减少到0．01％～0．30％，使加工性能得到改善。1965年美国赫尔曼(J．Hermann)采用极细的纯钨粉压制成生坯，将此生坯或经过预烧的坯条浸泡在稀土金属盐类的溶液中，通过渗吸来实现掺杂，随后烧结，并按常规方法旋锻至所需直径。1967年，罗蒙诺夫(V．N．Romonov)研制了含氧化铈1％的铈钨材料，其制备工艺是：在800～850℃下将仲钨酸铵煅烧成三氧化钨，然后将铈的硝酸盐或氧化物水溶液掺入三氧化钨悬浮液中，再把掺杂好的三氧化钨用氢气一次还原成钨粉。加乙醇和甘油混合剂后，在600MPa压力下压成9mm×9mm×400mm的坯条，经过预烧和垂熔后，坯条中CeO2含量为0．87％，旋锻加工时，其加热温度为1475～1500℃。

中国20世纪70年代开始研制铈钨电极材料，经过近10年的生产实践，生产工艺趋于稳定和成熟，80年代初期，在国内和国际上申请了铈钨电极材料生产的专利。在生产过程中，如何使掺杂的氧化铈在钨基体内分布均匀和弥散，是提高电极电子发射能力、改善电弧性能、延长使用寿命的重要因素之一。因此，在原料选择上，通常是采用蓝色氧化钨或三氧化钨掺杂，并且掺杂剂不是直接采用氧化铈，而是采用其可溶的盐类，如硝酸铈或氯化铈。以此水溶液作母液，往里添加三氧化钨或蓝钨，在加料过程中，不断加热搅拌，蒸发浓缩，从而形成包覆粉末。掺杂时也可将硝酸铈或氯化铈水溶液喷洒在盛有三氧化钨或蓝钨粉的特别容器内(边转动边加热)。掺杂后的粉末必须加热至一定温度，使盐类分解，形成氧化铈质点，分布在三氧化钨或蓝钨粉末颗粒的表面上，再经过氢气还原，得到W-CeO2粉末。CeO2的含量为1％～4％，根据使用要求选定。掺杂粉末经过压制成形、预烧、垂熔，得到铈钨坯条，其加工工艺见掺杂钨丝生产，但其旋锻开坯温度稍高，为1500～1600℃。

电极性能

作为电极材料，电子逸出功的高低是筏量材料电子发射性能好坏的一个重要指标。只有具有低的电子逸出功，才能满足电弧稳定、集中、承载电流密度大的工艺性能要求。实验证明，铈钨电极具有比钍钨电极更低的电子逸出功(纯钨的电子逸出功为4．55eV，W-2％ThO2为2．7eV，W-2％CeO2为2．4eV)，这种电极材料比钍钨电极具有更大的优越性。首先，铈钨电极的电子发射能力强，容易得到细长的电弧，使热量更为集中，其许用电流密度比钍钨电极提高5％～8％。其次，铈钨电极的烧损率低，寿命长，引弧和稳弧都易保证。再次，铈钨电极放射性剂量极低，仅及钍钨材料的千分之一左右，相当于大地泥土中的放射剂量。因此采用铈钨电极代替钍钨电极，不仅可以消除生产和使用过程中对人体累积性的内照射危害，并免除对环境的放射性污染，而且在技术性能和使用效果上也能取代钍钨电极，某些性能甚至比钍钨材料更优越。

应用 铈钨电极材料除了在氩弧焊、等离子弧焊方面取代钍钨电极外，在等离子切割、等离子喷涂、等离子熔炼中的应用效果也是令人满意的。此外，作为激光光泵光源，以铈钨电极取代钍钨电极后，使光源的光效提高12％左右，寿命提高5～10倍。在电光源中，对于中小功率氙灯已使用铈钨电极，在电真空中，铈钨材料作为封接件，具有较好的使用效果。

存在的问题及发展趋势 铈钨电极材料虽然在小规格焊接用钨电极方面成功地取代了钍钨，但作为交流氩弧焊电极以及大功率氙灯等气体放电光源方面的阴极材料，铈钨电极的使用性能和寿命与钍钨相比，仍存在忽高忽低的不稳定情况。此外，由于铈具有较高的蒸汽压，因而作为电子管阴极材料，尚存在衰减快、稳定性差等问题。因而在这些领域仍在使用钍钨电极材料。

随着现代工业的进步和发展，焊接、切割的母材的品种、规格及形状日趋繁多，而且焊接领域里正兴起自收shou动焊接、高精密焊接等一系列新技术，对电极材料及电弧特性提出了更高更苛刻的要求。钍钨、铈钨电极材料不论是在起弧、稳弧还是在耐烧损性能方面都满足不了日益发展的焊接技术要求。为此，各国科技工作者正致力于研究新型的电子发射材料。研究表明，在钨基体中加入镧或钇等稀土氧化物，可以大大提高钨的电子发射能力，尤其是镧钨电极材料，从小电流到大电流范围，均具有优良的引弧、稳弧和耐烧损性能。日本在80年代后期已能批量生产稀土钨电极材料，此后不久，中国也研制成功。可以预料，这种新型的电子发射材料将涉足许多工业领域，用途越来越广，很有发展前途。


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