早期的噴嘴材料主要以鑄鐵為主，但是其硬度較低、耐磨耐蝕性較差，使用壽命也相對較短。除了鑄鐵外，淬火鋼和不銹鋼也是兩種較為常見的金屬噴嘴材料，它們的製造工藝相對簡單、成本相對低廉，一般適合於一些簡單的清洗、除髒作業，而不適合於大型作業。直到上世紀30年代末期，隨著磨料噴射技術以及材料科學技術的快速發展，以硬質合金製作內襯的噴嘴才被研發出來。

相比於鑄鐵噴嘴，硬質合金噴嘴的製造工藝要更為複雜，成本也相對較高，但是其在硬度、強度、耐磨耐蝕性以及使用壽命上都有著很大的提升。尤其是在沖蝕磨損率方面，硬質合金有更好的抗沖蝕性能。但是硬質合金硬度高、韌性低且脆性較大、不易於加工，因而不適合於複雜結構噴嘴的製造。在實際應用中，通常把硬度合金製成環狀或塊狀鑲嵌在噴嘴某些磨損嚴重的部位上，從而改善易發生磨損的部位的耐磨耐蝕性。隨著高性能陶瓷材料的出現，噴嘴性能又得到了進一步的改善。高性能陶瓷材料相比於硬質合金材料有更好的耐熱性以及斷裂韌性，在許多工程領域已經獲得了廣泛的應用，如切削工具、軸承零件、發動機元件以及冶金、煤礦、化工等行業的耐磨和耐腐蝕零件。在耐沖蝕性能以及使用壽命上，陶瓷噴嘴也遠優於普通金屬及硬質合金噴嘴。尤其是在使用石英砂、爐渣及金屬磨料時，陶瓷噴嘴的抗磨能力可比硬質合金高數倍，但其屬於典型的脆性材料，衝擊下容易產生裂紋致使材料剝落，因此不適合在強衝擊場合下使用。

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電弧性能是指電弧的引燃性能、電弧的穩定性、電弧壓力與溫度的分佈特性和電弧的壓縮性與方向性等，即電弧的靜、動特性。在焊接過程中，鎢電極本身的物理化學性能、機械力學性能、化學成分及組織結構都會對電弧性能產生一定的影響，因此瞭解電極材料對電弧性能的影響，對提高電極焊接性能具有一定的意義。

化學成分的影響
摻雜不同類型、含量的稀土氧化物，鎢電極的電弧性能也不同。一般來說三元稀土鎢電極的電弧性能優於二元鎢電極，優於單元鎢電極。另外，稀土氧化物的分佈及其高溫特性也會對電極的引弧性能和穩定性產生一定的影響。分佈均勻、蒸發速率較慢的電極具有較好的引弧性能。

組織結構的影響
鎢電極組織結構的完整性和均勻性對電弧性有直接的影響。電極內部如果存在劈裂、分層、微裂紋、空洞、夾雜或者嚴重的晶粒結構不均勻，則會影響電弧性能，在引弧的過程中會發生斷弧、爆弧或漂移等，還會引起導熱、導電能力的下降，從而使電極局部產生過熱、熔融、變形，降低電極的性能。

物理、機械性能的影響
具有高熔點、高沸點、低蒸氣壓、良好的導熱和導電性、高溫強度、抗蠕變性和高再結晶溫度的鎢電極具有較好的電弧性能。

幾何形狀的影響
鎢電極可以根據不同用途製成不同的形狀。電極的形狀，尤其是端部的形狀及角度對電弧的特性有明顯的影響。平端部需要較高的引燃電壓、電流，而尖端部需要的引燃電壓、電流較低。電極的端部角度小雖然有利於引弧，但是抗變形能力較差，因此電極端部角度的確定應根據具體焊接情況確定適當的角度。

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純鎢電極具有較高的電子逸出功，不利於電子流發射，使得電極不能在高負荷狀態下工作。為了提高鎢電極的應用領域和焊接性能，研製出了不同類型的鎢電極，包括釷鎢、鎢鋯、鑭鎢、釔鎢電極等。根據物理學熱發射機制下的電流密度公式J_e=AT²exp（-eØ/kT）（A為常數，k為玻耳茲曼常數，T為陰極溫度，e為電子電量，Ø為功函數）可以知道，當溫度相同，eØ的數值越小，則J_e數值越大。因此為了減小電極的eØ，會在鎢電極材料中添加少量的稀土氧化物。添加不同稀土氧化物的鎢電極具有特定的Je值，即具有特定的電弧性能。

同一種稀土鎢電極，稀土氧化物含量較高的電極引弧性能較好。另外，稀土氧化物分佈的均勻性及擴散遷移的行為也會影響電極的電弧性能。電弧性能的惡化主要因為稀土氧化物的蒸發和分解引起電子發射性能降低導致的。由此可知鎢電極的化學成分的種類、含量、分佈及其高溫特性決定了電弧的引燃性和穩定性。

在焊接過程中，電極會出現Rim現象，即在電極的端部表面會出現環狀傘形瘤狀物，這種現象能很好的解釋電極化學成分對電弧性能的影響。Rim現象的出現主要是因為，電極表面稀土氧化物的含量高於電極的中心部分，因此有利於電極在短時間內引弧，但是在引弧過程中會混入少量的O₂或者焊接工藝參數調到短時過負荷狀態都有可能出現Rim現象。這是鎢電極化學成分在高溫下發生變化的結果，這種現象雖然一開始有利於引弧，但是長時間後會導致表層稀土氧化物濃度的貧化，從而降低電極的電弧性能。

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一般真空蒸發的速率，均勻性，膜層厚度和真空蒸發和鎢加熱子的形狀，尺寸都有很大的關係。蒸發源與工件的距離由蒸鍍時真空的程度和所需要蒸發膜的厚度等其他因素決定。當蒸發距離為6.5釐米的時候，由於蒸鍍距離比較近，膜層會不均勻，並且每次只能鍍一個螢光屏，工作效率不夠高，且不能滿足大面積屏的要求。一般在研究工作中都要求螢光屏的數量要足夠多，且黑鋁又要求其均勻度要達到標準。所以要把原來的6.5釐米的蒸發距離加大到28釐米，這樣蒸發面積的直徑就能達到26.5釐米，把所要蒸發的鋁條增加6個點，每個點之間的距離控制在0.5釐米，每條鋁絲的長度為1.8釐米，鎢絞絲加熱子的直徑為0.7毫米，總長為15釐米。這樣就能製備出大面積膜層，且均勻度達標。

黑鋁可以用薄膜厚度測量儀和光學薄膜控制儀來測量和控制膜層的厚度。這兩種儀器都可以用來測量薄膜的厚度，但是光學薄膜厚度控制儀測量的比較準確。厚度根據管子的試驗，採用50%的透過率為最佳，這樣的厚度不會影響入射電子能量，也不會影響螢光屏的解析度。

除此之外，鍍膜真空室內要保持清潔，當鍍完後要用無水乙醇擦淨。真空室內各零件準備下次在用。鍍膜時要注意真空度是否穩定，達到所要求的真空度時並選擇合適的蒸發速度，最好是快速蒸發，這樣蒸鍍後的膜層品質好，均勻度好且光澤好。

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真空蒸發用鎢加熱子就是在真空中把蒸發物質加熱到相當高的溫度，使其達到汽化狀態，這時蒸發物質以直線軌跡飛向襯底，並在襯底表面凝積成一層薄膜，這個過程就叫做蒸發澱積。為了確保蒸發物質能有效地沉積在螢光屏上，必須使蒸發物質的平均自由程大於蒸發源到襯底的距離。因此蒸發的過程必須在一定的蒸氣壓下進行。鋁具有有延展性，常製成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。

首先打開鍍膜機，將真空室的真空抽到高真空達5×10-5托以上，對蒸發物質進行預熔，然後再打開充氬。蒸發距離為6.5釐米，被蒸鍍物質的面積直徑為5.5釐米。可以在真空室內電極上面加上一個鐘罩和支撐板。這種小面積蒸發鍍膜的方法，每次只能鍍一個螢光屏。這種方法鍍出來的鋁的品質比較好，但是效率不高，一次只能鍍一個螢光屏，而且鍍膜的面積比較小，而且還不均勻。是由於蒸發鍍膜距離較低，螢光屏不能承受太高的溫度，所以只能快速蒸發。

直接在2×10-1托的真空條件下蒸發鍍黑鋁。蒸發材料為5條鋁，每條長0.8釐米，鎢絞絲加熱子總長8.5釐米，直徑0.5毫米，當蒸發鍍膜室的真空達到2×10-1E的時候，先將鋁絲進行預熔，然後再向真空室放入空氣，將真空度調到2×10-1E。在這樣的真空條件下進行蒸發鍍膜。

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硬質合金噴嘴是由硬質相碳化鎢以及粘結相鈷組成的一種通過封閉的腔或管道，控制物體進出方向或特殊氣體流動，同時增加速度的設備。其硬度能達到90HRA，抗彎強度可以達到2300N/mm，還具有優良的耐磨耐蝕性，在眾多噴嘴材料中性價比是最高的。如今在許多噴砂和噴丸設備中已廣泛採用硬質合金噴嘴，它能夠有效保證相關產品在最佳的氣氛和磨料中長時間的使用。

硬質合金噴嘴的種類也有許多，根據噴嘴孔的形狀（氣流模式），有直孔、丘孔以及限制孔之分。其中以直孔型最為常見，它是以氣流現場或內部氣流工作形成一個密封型的氣流模式，常被運用於一些較為簡單、小型清洗工作，如零件的清洗與焊接成型、清洗樓臺，扶手，臺階，石雕等等。除此之外，直孔型噴嘴還包括了空心錐噴嘴，實心錐噴嘴，方形噴嘴，矩形噴嘴，橢圓形噴嘴，扇形噴嘴，柱流（直流）噴嘴，二流體噴嘴，多流體噴嘴等等。丘孔噴嘴類能形成一個相對充分的氣流模式，對於一個給定的壓力增加研磨速度高達100%，長丘式的噴嘴相比直孔噴嘴在磨料消耗少40%的情況下可增加40%的生產效率。文丘裏噴嘴是氣流較大表面提高生產效率的最佳選擇。廣喉噴嘴，也可以稱為廣角噴嘴，還可以細分為廣角大液滴與小液滴噴嘴。它設有一個大的出口和一個大的分歧出孔，在與同樣大小的軟管匹配時，它的生產效率能比普通小喉型噴嘴提高近15%。此外，根據分類方法的不同，硬質合金噴嘴還有很多不同種類，比如按照應用的行業可分為石化噴嘴，農業噴嘴，紡織噴嘴，造紙噴嘴，印刷噴嘴，環保（脫硫、脫硝、脫氮、除塵等）噴嘴，噴塗噴嘴，鋼鐵冶金噴嘴，電子噴嘴，食品噴嘴。

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目前使用較為廣泛的幾種普通壓痕硬度試驗包括洛氏硬度、布氏硬度（HB）、維氏硬度(HV)、顯微維氏硬度等等。布氏硬度（HB）與洛氏硬度最大的區別在於它的測試壓頭為鋼球，而洛氏硬度計採用的測試頭為金剛石。所以HB測試標準一般用於材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火後的鋼鐵；維氏硬度則適用於較大工件、較深表面層以及薄層工件的硬度測定；而洛氏硬度被廣泛運用於硬質合金球齒的硬度檢測。洛氏硬度是沒有單位的，它是一個無綱量的力學性能指標，其最常見的硬度尺規有A、B、C三種，通常記作HRA、HRB、HRC。而硬質合金球齒的硬度檢測方法採用的就是洛氏硬度中的HRA。HRA，即Rockwell Hardness A，它採用的初始壓力為98.07N（合10kgf），使用的是頂角120°金剛石球錐菱形壓頭或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，然後加壓至588.4N（合60kgf），最後根據壓痕深度計算硬度值。HRA的測量範圍是20-88HRA，它們之間的換算關係為：27HRA≈30HRB，60HRA≈100HRB≈20HRC，85.6HRA≈68HRC。

雖然該檢測標準測試範圍涵蓋了從軟鋼（HRB）、硬鋼（HRC）到硬質合金的硬度範圍，但是在實際操作中HRA尺規很少用於測試軟鋼，主要還是用於測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質合金。在測量的過程中，通常不取第一個值，而是取後三次檢測的平均值。每次測量的點位置距離應在5mm以上，誤差一般在0.3HRA以內，超出0.3HRA則以區間的形式表示。隨著原料的不斷細晶化以及生產工藝的不斷優化，有些硬質合金材料已經達到了93-94HRA，超出了20-88HRA的測量範圍，工程上超出HRA最高的測量範圍已成為慣例。此外，HRA尺規可以在無法辨別試樣為軟鋼或硬鋼時用來測試，若硬度值小於60HRB可改用HRB尺規，若硬度值大於60HRA可改用HRC尺規。

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鎢加熱子氧化是指鎢絲會與空氣中的氧氣發生反應，有可能會導致斷裂，從而縮短其使用壽命。鎢具有高熔點、高電阻、高強度、低蒸發壓力，適合制熱元件。將膜材料（鋁、鉻、銦等）在真空電鍍機、高真空、加熱元件（鎢加熱器）下會蒸發，使得膜變成閃亮美麗的膜。

一般來說，該鎢製品的使用壽命是多於300次的，但是如果操作不當，還沒到這個次數，加熱子就會變色發黃，然後在加熱子中部就會產生不規則的裂縫從而無法正常進行蒸鋁的過程。掌握好鎢絞絲加熱子的使用壽命可以大大降低工廠生產成本，還能一定程度上保證後續蒸鍍品質。

根據中華人民共和國SJT 11063-1996的國家標準，鎢絞絲加熱子使用壽命試驗條件按照試驗設備的不同分為3種。

一：試驗設備為日本大亞真空技術研究株式會社製造，編號379493的試驗條件為：

1.真空度：1.33×10-2Pa；
2.電流：60~100A；
3.電壓：預熱3.5~5.0V，蒸發5.5~8.0V；
4.蒸發時間：預熱18~21s，蒸發16~25s；
5.插鋁量：100~120mg；
6.鋁絲純度：99.99%。

二：試驗設備為DMW-1350型旋轉式真空鍍膜機的實驗條件：

1.真空度：1.33×10-2Pa；
2.電流：90A；
3.電壓： 8.0V；
4.蒸發時間：1~1.5min；
5.插鋁量：0.4~0.7g；
6.鋁絲純度：99.45%~99.99%。

三：試驗設備為DM-670F型真空鍍膜機的實驗條件：

1.真空度：≥6.65×10-2Pa；
2.蒸發電流：0.6~0.9kA；
3.蒸發電壓：120~170V；
4.蒸發時間：1min；
5.插鋁量：0.3~0.4g；
6.鋁絲純度： 99.99%。

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