摘　要：運(yùn)用高能球磨法制備了納米尺度的Ｗ和稀土氧化物混合粉體，通過熱壓燒結(jié)制得晶粒尺寸仍為納米級(jí)的陰極塊體材料。分析了納米晶陰極材料引弧性能優(yōu)于傳統(tǒng)陰極材料的原因。
　　關(guān)鍵詞：納米Ｗ；高能球磨；陰極材料
　　
　　隨著鎢極惰性氣體保護(hù)焊（ＴＩＧ）和等離子（ＰＬＡＳＭＡ）等鄰域內(nèi)自動(dòng)焊，等離子噴射、切割，高精度焊接等一系列新技術(shù)、新工藝的興起，要求電極材料具有突出的可靠性和穩(wěn)定性。熱電子發(fā)射性能、起弧性能、高溫耐燒蝕性能等是影響陰極材料使用性能的主要因素。純金屬鎢極發(fā)射效率低、高溫下再結(jié)晶形成等軸晶組織而變脆、易斷裂。而致力于新型電極材料的研究目前集中在稀土（鑭、鈰、釔及其復(fù)合氧化物）鎢電極材料方面。
　　金相學(xué)研究表明，電極的使用性能強(qiáng)烈依賴于稀土金屬氧化物。燃弧過程中它們的行為是影響電極使用性能、電極溫度、逸出功和電極穩(wěn)定性的最重要的因素。通常情況下由于添加的稀土金屬氧化物擴(kuò)散速率遠(yuǎn)小于它的蒸發(fā)速率以及氧化物分布不均勻?qū)е玛帢O的電弧燒蝕嚴(yán)重而限制了陰極材料的使用。因此稀土金屬氧化物的補(bǔ)給與表面蒸發(fā)之間的平衡是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和長(zhǎng)壽命工作的關(guān)鍵。另外，鎢電極的晶粒形狀也會(huì)影響稀土氧化物的行為和穩(wěn)定性，并影響鎢極的燒損情況。
　　納米晶體由于小尺寸量子效應(yīng)導(dǎo)致微粒熔點(diǎn)急劇下降、擴(kuò)散性能增強(qiáng)、晶體穩(wěn)定性提高等特性用于鎢陰極材料制備可使陰極性能得以改善，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)稀土氧化物的均勻分布。本文通過試驗(yàn)研究的納米陰極材料的制備過程并比較了其與常規(guī)陰極材料的使用性能。
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　　試驗(yàn)的工藝過程。　　
　　
　?。保薄〖{米粉的制備
　　高能球磨法具有設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被普遍接受為制備納米材料的方法之一。它能制備常規(guī)方法難以獲得的高熔點(diǎn)金屬（如鎢等）或合金納米材料。高應(yīng)變速率下由位錯(cuò)的密集網(wǎng)絡(luò)組成的切變帶的形成是高能球磨導(dǎo)致納米晶結(jié)構(gòu)的主要形變機(jī)制。球磨最終獲得的材料是由相互間無規(guī)則取向的納米微晶粒組成。合理控制工藝可以使得稀土氧化物在鎢中均勻分布并使二者尺寸均達(dá)到納米級(jí)。
　?。保病‰s質(zhì)和氧化物的去除
　　高能球磨的主要缺點(diǎn)是雜質(zhì)和氧化，雜質(zhì)多為球磨設(shè)備引入如球磨筒壁、攪拌桿和磨球。氧化則主要由于材料在達(dá)到納米級(jí)時(shí)活性增大而設(shè)備密封不嚴(yán)成形的。雜質(zhì)的去除主要通過化學(xué)酸洗和堿洗，化學(xué)處理后的粉末須經(jīng)干燥和分散處理。
　?。ǎ保┧嵯慈コF雜質(zhì)：２Ｆｅ＋２ＨＣＬ＝ＦｅＣＬ＋Ｈ