稀土鎢電極材料

鎢電極廣泛應(yīng)用于惰性氣體保護(hù)焊，等離子體焊接、切割、熱噴涂以及電真空等領(lǐng)域中，是一種關(guān)鍵工業(yè)材料，然而目前鎢電極市場(chǎng)依然沿用已有近百年歷史的釷鎢電極，釷鎢電極具有放射性，在其粉末冶金制備、使用過程中會(huì)危害人類健康，造成環(huán)境污染，因而替代釷鎢開發(fā)新型電極材料成為材料工作者的研究熱點(diǎn)，稀土氧化物具有高熔點(diǎn)，低逸出功等特點(diǎn)。

單元稀土鎢電極，是將稀土氧化物Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ２分別摻雜到氧化鎢里，經(jīng)過還原、燒結(jié)及加工制備成各種規(guī)格的鎢電極，經(jīng)過對(duì)電極材料的引弧性能、電弧靜特性、抗燒損能力以及焊接工藝試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三種稀土鎢電極均具有良好的焊接性能，綜合焊接性能優(yōu)于同規(guī)格釷鎢電極材料，其中以添加Ｙ２Ｏ３的電極綜合性能最佳，然而應(yīng)用研究表明該類電極只能局限于小電流焊接，在大電流負(fù)荷下電極燒損嚴(yán)重，電子發(fā)射穩(wěn)定性差。

二元稀土鎢電極，針對(duì)單元稀土鎢電極的應(yīng)用局限性，在２０世紀(jì)９０年代研制了９種二元復(fù)合稀土鎢電極，并對(duì)其引弧性能、電弧靜特性以及抗燒損性能進(jìn)行了表征，發(fā)現(xiàn)二元復(fù)合稀土鎢電極焊接性能優(yōu)于單元稀土鎢電極材料，電極材料可承載較大電流負(fù)荷，應(yīng)用范圍較廣，并發(fā) 現(xiàn)Ｙ∶Ｃｅ＝３∶１的電極綜合焊接性能最佳， 然而該類電極加工性能比較差，產(chǎn)品成品率低，制約著該類稀土鎢電極的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

三元復(fù)合稀土鎢電極，隨著現(xiàn)代科技和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于鎢電極的焊接性能提出了更高的要求，為滿足社會(huì)需要，研究人員設(shè)計(jì)并制備了３種三元復(fù)合稀土鎢電極材料，對(duì)其引弧特性、電弧靜特性及抗燒損性能進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)電極的焊接性能均好于釷鎢電極，其中ｍ（Ｌａ２Ｏ３）∶ｍ（ＣｅＯ２）∶ｍ（Ｙ２Ｏ３）＝１∶１∶３成分的電極綜合性能最佳，對(duì)機(jī)理探討表明是不同稀土元素與鎢所形成的鎢酸鹽的不同性質(zhì)和擴(kuò)散速率不同，導(dǎo)致合適的成分配比，電極表面形成一層低逸出功的活性層，從而促進(jìn)發(fā)射。然而類似于二元復(fù)合稀土鎢電極，三元復(fù)合稀土鎢電極也具有加工困難，產(chǎn)品成品率低的特點(diǎn)，因而該類產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化推廣受到了限制而停滯。