稀土对钨电极性能的影响

作为难熔金属的典型代表，钨因有高熔点、高比重、大硬度、低蒸气压、耐酸碱和良好化学稳定性等特点，而广泛应用于汽车、机械、电子电力、航空航天等重要领域。然而，钨同样存在一定的不足，主要表现在低温脆性大和塑脆转变温度高，所以加工性能较差，加工成材率较低。针对上述的问题，有研究者指出可以在纯钨电极产品的生产过程中加入适量的稀土元素。

研究表明，稀土元素会对钨电极性能产生明显的影响。由于稀土粒子会阻碍钨晶粒变形，所以将能大幅度增强钨电极材料的抗变形能力，而在加工过程中需要降低道次加工量。具体来说，稀土粒子尺寸约为1~2um，而钨晶粒约为10~20um；在加工过程中钨晶粒先变形，钨晶粒呈现扁平组织；随着加工的深入，钨晶粒继续扁平化，呈现纤维状组织，稀土粒子也发生变形，组织沿着变形方向延伸；其中较大的稀土粒子开始脆断为小粒子，平行于变形方向分布；到了拉丝阶段，稀土粒子脆裂为1um左右的小粒子。稀土粒子的这种变化使得钨电极材料的组织更加均匀，在加工过程中，能够调和形变，承受更大的变形量。

稀土粒子对钨电极硬度的影响，采用纳米硬度计进行测试发现机械的压头压在钨基体上时，硬度曲线值达到峰值约为6.4GPa，然后呈下降趋势。随着压下量的增加，曲线下降，说明稀土颗粒的力学特征所占比例越来越大，压入深度在900um左右，显示出的稀土硬度值为5.4GPa，表面稀土粒子的硬度小于钨粒子。

另外，相对纯钨电极来说，稀土钨电极拥有更高的再结晶温度，所以在加工时要适度提高加工温度。