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2022-08

钽的技术参数

　　钽的沸点是5427℃，熔点2996℃，属难熔金属，熔点比常用的其他金属都高钽在空气中300℃开始会与氧反应，700℃开始于氮反应，在含氢气体中350℃开始与氢反应，在氨气中300℃开始与氮反应，均会生成脆性化合物。因此钽设备和容器在操作时如会接触空气，操作温度一般不宜超过250℃，如可不与空气等环境接触，才可考虑是否能在较高的温度下使用。钽的焊接和热处理应在真空中或在惰性气体保护下进行，即300℃以上的热过程都应在真空或惰性气体保护下进行。钽常用惰性气体保护焊，氩气纯度不宜低于99.999%，不但焊接熔池部位应有惰性气体保护，焊完冷却中的焊缝及热影响区在250℃以上时也应有惰性气体保护，因而需用保护拖罩。较适合在温度降到200℃以下再停供惰性气体。应保证焊接接头与每道焊缝表面呈银白色或淡黄色。淡蓝色应磨去，不应出现深蓝、灰白或白色粉末。　　钽主要用作耐腐蚀材料，钽表面生成Ta 2 O 5薄膜，有很好的耐腐蚀性。一般而言，钽的耐蚀性优于钛、锆、铌，可以认为是耐蚀性较好的工程材料。在硝酸、王水、盐酸、磷酸、有机酸等强腐蚀介质中常有优异的腐蚀性，但也不能认为钽在任何腐蚀性介质中都能耐蚀，如在一些温度和浓度的发烟硫酸、氢氟酸、氢硅酸、氟硅酸、氟硼酸、氢氧化钠、氢氧化钾、亚硝酸钾、氯化铝、氟化铝、氯、溴（甲醇中）等介质溶液中都曾得到过不耐腐蚀或腐蚀性不良的使用或试验结果。钽及钽合金压力加工材可采用真空电弧或真空电子束熔炼的牌号和用粉末冶金方法制造的牌号。由于粉末冶金制品力学性能有时不够稳定，塑性偏低，焊接性能差，一般不再压力容器中应用，只在流体机械的流体部件上应用。　　钽及钽合金在压力容器中已有较多使用，但各国的正式压力容器标准规范中还没有具体内容。压力容器主用应用纯钽，其具有较好的耐蚀性和塑性，在要求较高的强度时才使用Ta-2.5W和Ta-10W钽合金。　　钽中的氧、氮、氢和碳可在钽中生成间隙式固溶体，含量超过溶解度时会出现第二相，降低钽的塑性。钽中加入钨会提高钽的熔点，提高钽的高温强度。

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2022-07

为什么听到钛合金都觉得很牛，到底是一种什么样的材料？

　　我们在一些电视节目或者网络上，经常能看到介绍建造航母有多么的烧钱，这是因为航母的建造需要涉及到很多技术领域和相关的材料，所以说建造航母光有钱还不够，还需要有强大的工业基础和材料研发能力。曾经有报道说航母甲板上一颗铆钉就能换一辆轿车，可见有多烧钱，这种铆钉也不是普通的铆钉，它是用钛合金材料制成的铆钉，这种昂贵的钛合金铆钉并不是满甲板都是，也只有在起落战斗机的地方才有。因为战斗机在起飞时会喷出超过1000摄氏度的高温，这就需要对甲板有耐高温的要求，而对耐高温材料的焊接技术又不成熟，所以甲板之间的拼装就需要靠钛合金铆钉来完成。　　钛合金是以钛为基础加入了其它元素组成的合金，钛合金材料具有质量轻，强度大，弹性小，耐高温和耐腐蚀等特点，主要用于航空发动机，火箭，导弹的部件，（普通工业也会用到钛，钛的等级也有很多，不同行业根据要求会选择合适等级的钛。）　　钛合金是比较年轻的一种金属，从被研发出来到现在也就六，七十年的历史，进入20世纪后传统的钢铁和铝已经不能满足航天航空，航海等领域的需求，在1954年由美国公司研发出了钛合金材料。　　每当说起一个产品的材料采用了钛合金时，就会吸引很多人的眼球，因为钛合金这种材料特别的贵，在很多人眼中钛合金都是高档金属材料的代名词，这么金贵的材料一般都是用在航空发动机上，它还是一些武器装备的理想材料。　　但事实上，组成钛合金这种材料的主要金属钛并不稀有，在地球上钛元素的含量占到地壳总质量的0.45%，仅次于铁，铝，镁等金属元素，目前已知的钛矿物种类就超过了140多种，储量也是很丰富的。　　在自然界中钛存在于钛铁矿和金红石等矿物中，纯钛呈银灰色，同时它也是一种轻质金属，钛的密度只有4.54克每立方厘米，熔点在1668摄氏度，具有可塑性。　　而真正让钛备受追捧的还是它本身具有的特性，作为一种轻质金属，在所有元素中，钛的重量与强度的比例高，重量比钢轻44%，但机械强度却与钢差不多，比铝强3倍，钛拥有极强的抗腐蚀能力，与铝相似的是钛在常温下表面也会覆盖一层致密的氧化膜。　　其无毒，无磁的特点也很适合于工业生产，液态钛几乎可以与所有金属相溶，因此可以与多种金属形成合金，通过加入一定比例的其它金属元素，可以让冶炼出来的钛合金在保证重量轻，强度大，耐腐蚀特性的同时，还拥有更大的强度或者更强的耐高温度性能，甚至还拥有记忆能力，钛是与人体相容的一种金属，在医学领域也有使用，比如心脏支架，骨科钛板等，日常生活中一些眼镜框，手表框，还有一些体育用品也会广泛使用钛合金。　　这就会涉及到金属的冶炼技术，钛合金对冶炼环境及其苛刻，钛在高温条件下化学活性小，所以冶炼钛合金必须要在高温下进行，一般情况下钛合金冶炼温度要在800摄氏度以上，并且还要在真空的环境下操作，这个冶炼环境相对于钢铁等金属要高很多，正所谓物以稀为贵，久而久之钛合金就成了所谓的稀有金属，这就导致了它的价格居高不下。　　虽然钛合金的产量低价格贵，但并不代表用得少，特别是各国在一些武器装备和国之重器上对钛合金的使用也是很豪放的。　　目前钛合金材料在航空航天工业中应用是较多的，所以也将钛合金叫作“空间金属”，它重量轻，强度大又耐高温，特别适合制造航空航天器，很多以前使用铝合金的部件都改用了钛合金。　　随着技术的发展，现在飞机的航速时是音速的3倍以上，这么快的超音速飞行，会使飞机与空气摩擦而产生大量的热，一般当飞行速度达到音速2倍以下时机身用铝合金就可以了，当飞行速度达到音速的2倍以上时，铝合金就经受不住了，就必须采用耐高温和性能更好的钛合金，当飞行速度超过音速的3倍时，机身就要使用更多的钛合金。　　一些攻击核潜艇的内压艇壳，鱼雷舱等部件都是用钛合金打造，钛合金材料无磁，耐腐蚀，强度极高，可以有效的抵抗炸弹的冲击波，还有就是能够下潜得更深，例如我国“蛟龙号”载人舱就使用了钛合金材料，能够下潜到7000多米的深海，这就相当于每平方米要承受7000吨的压力，压力大得惊人啊。　　现在各国除了在航空，火箭发动机，潜艇，战机等高精尖设备上大量使用钛合金外，在常规或者单兵装备上也广泛使用钛合金，例如榴弹炮，防弹头盔等。

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2022-07

钨电极

　　钨电极有熔点高，耐腐蚀，高密度，良好的导热和导电性。　　由于钨的特性，使得它很适合用于TIG焊接以及其它类似这种工作的电极材料。在金属钨中添加稀土氧化物来刺激它的电子逸出功，使得钨电极的焊接性能得以改善：电极的起弧性能更好，弧柱的稳定性更高，电极烧损率更小。通常的稀土添加剂有氧化铈、氧化镧、氧化锆、氧化钇和氧化钍等。　　在钨电极中，更重要的是，他们的终颜色的不同，钨含量也不同。焊接时，选择正确的钨电极，使焊接更容易，重要的是获得高品质的焊接。做出正确的选择要考虑的一些重要的因素是电源（逆变器或变压器），焊接材料（钢，铝或不锈钢）和材料厚度的类型。铈钨电极在钨中加入氧化铈，生产铈钨电极。具体数据如下表：牌号掺杂物掺杂量其他掺杂量电子逸出功色标涂头 WC20 CeO2 1.80~2.20%<0.20% 2.7~2.8 灰色铈钨比钍钨材料有如下优点：非辐射性、低熔化率、长的焊接寿命、良好的起弧性。因此，铈钨是低电流焊接环境下钍钨的较好代替品。铈钨电极主要应用在低电流的直流焊接。铈钨在低电流下有着不错的起弧性能，因而成为大多有轨管道焊接装备制造商的标准，此外，它也用于其他的低电流应用像是精小的部件焊接等。铈钨并不适合于高电流条件下的应用，因为在这种条件下，氧化物会快速的移动到高热区，即电极焊接处的顶端，这样对氧化物的均匀度造成破坏，因而由于氧化物的均匀分布所带来的上述好处将不复存在镧钨电极在钨中加入氧化镧，生产钨镧电极。具体数据如下表：牌号掺杂物掺杂量其他掺杂量电子逸出功色标涂头 WL10 La2O3 0.80~1.20%<0.20% 2.6~2.7 黑色 WL15 La2O3 1.30~1.70%<0.20% 2.8~3.0 金黄色 WL20 La2O3 1.80~2.20%<0.20% 2.8~3.2 天蓝色镧钨有如下优点：机械切割性能更好、抗蠕变性能更好、再结晶温度高、延展性好。镧钨电极已经是国际上较受欢迎的电极材料，尤其是含量为1.5%（与含量2.0%有区别）的镧钨电极科学研究表明，1.5%镧钨具有接近2.0%钨钍所表现出来的导电性能，因此，焊接人员可以轻松的更换电极，而不用更换设备的参数。在1998年有一个现场试验，就是将2.0%钨钍电极，2.0%钨铈电极和两家厂商提供的1.5%镧钨电极分别在70安和150安电流，300伏直流电环境下进行焊接任务，果就是，在这两种情况下，1.5%镧钨电极都表现出了其不错的焊接性能，同时还体现了它的烧伤率小的特点。镧钨电极也适用于交流电焊接任务，而且性能优。钍钨电极在钨中掺杂氧化钍，生产钍钨电极。具体数据如下表：牌号掺杂物掺杂量色标涂头WT10 ThO2 0.90~1.20% 黄色WT20 ThO2 1.8~2.2% 红色WT30 ThO2 2.80~3.20% 紫色WT40 ThO2 3.80~4.20% 桔黄色与纯钨材料相比，钍钨有如下特点：*电子功能更低 *在结晶温度更高 *导电率更好 *机械切割性能好。钍钨电极一种普遍使用的钨电极材料，它有比纯钨还要优越的焊接性能，因而广泛应用于直流电焊接领域。钍钨电极操作简便，即使在超负荷的电流下也能很好的运作。虽然如此，人们还是逐渐的将目光转到其他类型的钨电极，例如钨铈和钨镧，这不仅仅是因为它们在大部分应用领域都表现出优良的性能，而且，重要的是它们没有辐射伤害。由于钍钨电极中的氧化钍产生微量的辐射，使得部分焊接人员不愿意靠近它们。在使用钍钨电极焊接时一定要保持良好的通风环境，废弃的焊接头要妥善处理。锆钨电极在钨中掺杂氧化锆，生产锆钨电极。具体数据如下表：牌号掺杂物掺杂量其他掺杂量电子逸出功色标涂头WZ3 ZrO2 0.20~0.40%<0.20% 2.5~3.0 棕色WZ8 ZrO2 0.70~0.90%<0.20% 2.5~3.0 白色锆钨电极和纯钨电极一样，只能在交流电环境下进行焊接工作。锆钨电极在交流电环境下，焊接性能良好。尤其在高负载电流的情况下，锆钨电极表现出来的优越性能，是其他电极不可替代的。在焊接时，锆钨电极的端部能保持成圆球状而减少渗钨现象，并具有良好的抗腐蚀性。由于其他可替代产品的出现，锆钨电极的需求量将会有减少的趋势。主要替代产品是钨镧电极。钇钨电极钇钨电极在焊接时，弧束细长，压缩程度大，在中、大电流时其熔深比较大主要应用于军事工业和航空航天工业。在钨中掺杂氧化锆，生产锆钨电极。具体数据如下表：牌号掺杂物掺杂量其他掺杂量电子逸出功色标涂头WY YO2 1.80~2.20%<0.20% 2.0~3.9 蓝色

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2022-07

钨钼材料特性

　　钨钼材料常常因为以下9种性质而在不同工业中得到重要应用　　1）高熔点　　2）极低的蒸气压（这对难熔和真空行业的应用尤其重要。）　　3）高温物理强度大（用于高温环境中的结构件）　　4）抗蠕变（高温负载结构件。尺寸稳定性高。如：大型航空发动机涡轮叶片的锻造模具。）　　5）高的弹性模量　　6）极低的热胀系数（对于金属-陶瓷结构，金属-半导体结构金属-石墨结构的应用非常重要。如在LED领域被视为大功率LED的未来的V-LED将会使用钼或者钼铜材料作为基底材料）　　7）优良的导电率（金属特性）　　8）优良的导热性（金属特性）　　9）选择性的抗侵蚀能力

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2022-07

钨铜合金

　　钨铜合金综合了金属钨和铜的优点，其中钨熔点高(钨熔点为3410℃，铜的熔点1080℃)，密度大(钨密度为19.34g/cm3，铜的密度为8.89 g/cm3)；铜导电导热性能优越，钨铜合金(成分一般范围为WCu7~WCu50)微观组织均匀、耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大；导电、导热性能适中，广泛应用于军用耐高温材料、高压开关用电工合金、电加工电极、微电子材料，做为零部件和元器件广泛应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等行业。　　钨铜合金在航天航空中用作导弹、火箭发动机的喷管、燃气舵、空气舵、鼻锥，主要要求是要求耐高温(3000K~5000K)、耐高温气流冲刷能力，主要利用铜在高温下挥发形成的发汗制冷作用(铜熔点1083℃)，降低钨铜表面温度，保证在高温极端条件下使用。　　钨铜合金在高压开关128kV SF6断路器WCu/CuCr中，以及高压真空负荷开关(12kV 40.5KV 1000A)，避雷器中得到广泛应用，高压真空开关体积小，易于维护，使用范围广，能在潮湿、易燃易爆以及腐蚀的环境中使用。主要性能要求是耐电弧烧蚀、抗熔焊、截止电流小、含气量少、热电子发射能力低等。除常规宏观性能要求外，还要求气孔率，微观组织性能，故要采取特殊工艺，需真空脱气、真空熔渗等复杂工艺。　　1、航天用高性能材料　　钨铜材料具有高密度、发汗冷却性能、高温强度高及耐冲刷烧蚀等性能，在航天工业中用作导弹、火箭弹的喷管喉衬，燃气舵的组件、空气舵、头罩及配重等。　　2、真空触头材料　　触头材料必须有非常好的机械加工性能和抗热震性，由于接触和开断时打弧，触头材料会在零点几秒的时间内温度升高几千摄氏度。我公司生产的W-Cu触头材料由于其优异的物理性能而被广泛的使用。　　优点：高的抗烧蚀性能、高韧性，良好的导电、导热性能。机加工性能好。　　3、电火花加工用电极　　在用电火花加工硬质合金产品时，由于WC的特殊性能使铜或石墨电极的损耗相当快，对于这种材料的电火花加工，我公司的生产的W-Cu电极是较适合的。　　产品性能：高的电腐蚀速度，低的损耗率，精确的电极形状，优良的加工性能，被加工件WC表面质量好。　　4、电子封装材料　　W-Cu电子封装材料，既具有钨的低膨胀特性，又具有铜的高导热特性，尤为可贵的是，其热膨胀系数和导热导电性能可以通过调整材料的成分而加以设计，因而给该材料的应用带来了极大的方便。我们采用高纯的优质原料，经压制成形、高温烧结及熔渗后，得到性能优良的W-Cu电子封装材料及热沉材料。适用于与大功率器件封装的材料，如基片、下电极等；高性能的引线框架；军用和民用的热控装置的热控板和散热器等。　　优点：具有与不同基体相匹配的热膨胀系数及高的热导率；优良的高温稳定性及均一性；优良的加工性能；

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2022-07

真空电镀钨丝制作及应用领域

　　真空电镀的组成：　　真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型。它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。常见的塑胶产品电镀工艺有两种：水电镀和真空离子镀。　　真空离子镀，又称真空镀膜。真空电镀的做法现在是一种比较流行的做法，做出来的产品金属感强，亮度高。相对其他的镀膜法来说，成本较低，对环境的污染小，现在为各行业广泛采用。　　真空电镀应用范围：　　常见如ABS料、ABS+PC料、PC料的产品.同时因其工艺流程复杂、环境、设备要求高，单价比水电镀昂贵。　　现对其工艺流程作简要介绍：　　表面清洁→去静电→喷底漆→烘烤底漆→真空镀膜→喷面漆→烘烤面漆→包装　　真空电镀的钨丝制作：　　一般真空电镀的做法是在素材上先喷一层底漆，再做电镀。由于素材是塑料件，在注塑时会残留空气泡，有机气体，而在放置时会吸入空气中的水分。另外由于塑料表面不够平整，直接电镀的工件表面不光滑，光泽低，金属感差，并且会出现气泡，水泡等不良状况。喷上一层底漆以后，会形成一个光滑平整的表面，并且杜绝了塑料本身存在的气泡水泡的产生，使得电镀的效果得以展现。

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