镧钨电极复合材料
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- カテゴリ: 钨业知识
- 2017年11月22日(水曜)18:06に公開
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工业上广泛使用的钨电极种类很多,包括钍钨电极和铈钨还有其他多元掺杂稀土钨电极材料。含镧的钨合金复合材料主要多为镧钨阴极复合材料,它是钨极惰 性气体保护焊和等离子技术中的关键材料之一, 镧钨电极材料由于具有发 射电流大、抗烧蚀性能好,又无污染,除成为替代钍钨的首选阴极材 料外,还可用于高能热原子核反应发生器和氢能汽轮机系统,因而受到 学术界和工业界的普遍关注。
目前制造镧钨电极的方法,主要是通过粉末冶金法制取金属坯体。传统混料工艺有三种,一是把氧化物以稀土盐如 La(NO3)3的形式以湿法加入氧化钨粉或氧化钼粉中,然后在氢气炉中热分解、还原,再过筛形成含镧的钨均匀混合粉末;二是在氧化物粉中以固-固添加适量粒度适宜的La2O3粉,经两次还原后,可得到粒度适宜的含镧的钨或者钼的混合粉;三是直接向钨粉中添加La2O3 粉,直接机械混合后获得含镧的钨混合粉。最后经压制、预烧、烧结、旋锻(轧制、拉拔)、矫直、磨光等手段制得各种规格的复合材料成品。
对于第一种制粉工艺,虽然湿法较干法混合的均匀度有所提高,但硝酸盐的热解和还原使颗粒尺寸快速长大,同时产生大量的一氧化氮气体污染,而且还需要蒸汽加热浓缩、干燥等工序,较浪费能源,生产效率较低。第二种制粉工艺虽可通过延长混粉时间等来增加混合均匀度,但两种制粉工艺都需要氢气炉的两次还原操作, 从而增加了制备工艺的复杂性,使材料的生产成本增加。第三种制粉工艺中La2O3颗粒容易与空气中水分结合生成体积更大的氢氧化镧颗粒,致使经过压制成型的坯体会由于内部颗粒体积膨胀而开裂。
为了克服现有技术存在问题,有学者提出了一种不同往常的镧钨电极制造方案:其主要是先将氢氧化镧粉末和钨粉混合为原料粉末,再将原料粉末等静压压制成型为坯体后,使用中频炉烧结将坯体烧结,得到所述复合材料。
采用这种工艺制备含镧的钨或钼的复合材料,取代了传统技术中采用硝酸镧制备含镧混合粉末的方法,避免了上述方法的各种缺陷,使多元掺杂稀土元素的复合材料成品率高,使用寿命长,节约成本,且无污染,有广阔的应用前景。
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