稀土鎢電極材料

鎢電極廣泛應用于惰性氣體保護焊，等離子體焊接、切割、熱噴涂以及電真空等領域中，是一種關鍵工業材料，然而目前鎢電極市場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、使用過程中會危害人類健康，造成環境污染，因而替代釷鎢開發新型電極材料成為材料工作者的研究熱點，稀土氧化物具有高熔點，低逸出功等特點。

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，經過還原、燒結及加工制備成各種規格的鎢電極，經過對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發現三種稀土鎢電極均具有良好的焊接性能，綜合焊接性能優于同規格釷鎢電極材料，其中以添加Ｙ２Ｏ３的電極綜合性能最佳，然而應用研究表明該類電極只能局限于小電流焊接，在大電流負荷下電極燒損嚴重，電子發射穩定性差。

二元稀土鎢電極，針對單元稀土鎢電極的應用局限性，在２０世紀９０年代研制了９種二元復合稀土鎢電極，并對其引弧性能、電弧靜特性以及抗燒損性能進行了表征，發現二元復合稀土鎢電極焊接性能優于單元稀土鎢電極材料，電極材料可承載較大電流負荷，應用范圍較廣，并發 現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，產品成品率低，制約著該類稀土鎢電極的產業化生產。

三元復合稀土鎢電極，隨著現代科技和現代工業的發展，對于鎢電極的焊接性能提出了更高的要求，為滿足社會需要，研究人員設計并制備了３種三元復合稀土鎢電極材料，對其引弧特性、電弧靜特性及抗燒損性能進行表征，發現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，對機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和擴散速率不同，導致合適的成分配比，電極表面形成一層低逸出功的活性層，從而促進發射。然而類似于二元復合稀土鎢電極，三元復合稀土鎢電極也具有加工困難，產品成品率低的特點，因而該類產品的產業化推廣受到了限制而停滯。