在钨电极中加入不同含量的稀土元素对电极的加工性能会产生不同的影响。稀土粒子能够阻碍钨晶粒变形，因此在钨电极中添加稀土元素，材料的变形抗力会增加，在加工的过程中需要降低道次加工量。另外，稀土钨电极相较于纯钨电极的结晶温度更高，在加工时也要适度提高加工温度。

在稀土钨电极中，稀土相得粒子尺寸大约为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，可以协调形变，承受更大的变形量。

为了了解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。因此在相同的条件下，稀土粒子更容易变形，相较于钨晶粒，随着加工的深入，稀土晶粒更容易脆裂为小粒子，而细化的晶粒有利于后续的加工。

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钨电极在焊接领域的应用是最广泛的。在等离子弧焊接、切割及非熔化及氩弧焊中大多采用钍钨电极，但是由于钍钨电极具有一定的放射性，会对环境和人体健康产生一定的影响，其中钍钨电极放射性活度达13.22x10¹⁵Bq/kg。随着研究的深入和技术的革新，生产者研究出了不同性能的稀土钨电极，用来代替高性能的钍钨电极，其中铈钨电极和镧钨电极的使用较为广泛。在钨中添加含量为2%~4%的氧化铈，制得而成铈钨电极。铈钨电极常用于直流电中，不仅容易引弧，电极烧损量少，且允许的焊接电流密度大于钍钨电极。而用于交流氩弧焊中，铈钨电极的烧损率会高于钍钨电极，且选用的焊接电流允许范围要小于钍钨电极。

钨电极还可以用于电光源领域中，稀土钨电极具有功函数低、熔点高和蒸汽压力低等特点，所以常作为灯用放电电极材料。钨电极耐腐蚀、抗高温等性能，这些优良性能可以减低负载温度、减少电极烧损和侵蚀，从而延长灯泡的使用寿命。钍在钨中的可溶度低，因此钍钨电极用于灯泡中不仅能保持低的功函数，且也能产生稳定的电极电弧。为了扩大钨电极在电光源领域的应用，研究者通过液-固混合制备而成小功率金卤灯电极，并组装成70W的金卤灯整灯，对比不同稀土钨电极的在灯泡中的应用发现，镝钨电极和镝钇电极金卤灯的防溅性能和抗腐蚀性能可以达到钍钨电极的水平。

钨电极也常用于等离子发生器中。电弧等离子具有很高的热源温度、能量集中和加热效率高等性能，被广泛应用于切割、热喷涂、焊接、熔炼、新材料合成、超细粉末制备等领域。在等离子发生器中阴极要承受高温辐射和高能离子轰击和烧蚀，钨电极具有高强度、抗腐蚀和耐高温等特性，被认为是在等离子发生器中最佳的阴极材料。

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钨铜复合材料在电触头、高压开关、断路器等方面都有着较为广泛的运用，特别是在高压SF6、空气/油介质、大电流断路器上的使用量较大。近年来，真空高压开关发展迅速，相应的触头材料也在发生着革新。与其他触头相比，真空触头材料的要求也较高，除了需应满足一般开关性能外，由于真空中触头表面特别干净，比在空气中更容易被熔焊，因而要求具有更高的抗熔焊性、足够高的耐电蚀能力、低的截止电流以及低的含气量。而钨铜材料的优良性能可以完美满足真空高压负荷开关触头的要求。

在压制成型方面，对于薄片状的钨铜触头来说，采用冷等静压处理（CIP），设备投资大，材料的利用率较低。而采用机械模压成型，需要注意磨具间隙和钨粉粒度的选择。间隙太小，则会造成脱模困难；间隙太大又会使得钨粉容易划伤模具，使压坯产生裂纹。在烧结工艺方面，烧结多孔钨骨架是制造钨铜材料的关键工序，高温烧结容易去除杂质，从而保证电导率和气体含量达到要求。在烧结过程中也需考虑钨粉粒度大小、粒度分布和压制密度。温度过低，孔隙度较高，使得产品密度和硬度偏低；温度过高，孔隙度较低，含铜量较少，电导率降低。总的来说，采用纯钨粉作原料，经机械模压成型、氢还原炉烧结、氢气保护渗铜工艺生产的真空高压开关用钨铜材料，多孔钨骨架强度高，气体含量低，铜呈网络状分布，覆铜层与钨铜基体结合紧密。

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钨这种材料具有高硬度、高强度、高韧性等优良性能，以纯金属及合金的状态广泛运用于现代制造中，常见的硬质合金、高比重合金、热强合金、耐磨合金、电工合金、真空元件、触点开关等，已逐渐成为化学工业、冶金工业、机械工业、石油工业、航天工业、核工业以及国防工业等不可或缺的重要材料。钨作为一种重要的战略资源，而我国钨矿资源丰富，总产量和出口量都是世界第一。不过据有关专家学者推测，钨资源再开采50年后就会面临严重短缺的局面，各个国家也开始关注钨的回收利用，尤其是对废物合金的回收。据相关数据统计，国内每年有将近几十吨的废钨铜合金没有合适的回收方法加以分离和利用，从而造成极大的损失和浪费。目前较为常见的方法包括硝石熔融法、化学置换法、电解法、高温氧化法、磷酸浸取法、锌熔蒸发法等，但是这些工艺的流程相对复杂冗长，且成本相对较高、稳定性较差，无法得到工业化推广使用。

这里我们所介绍的酸解法是基于铜与酸发生反应，而钨不与酸发生反应的原理从而有效分离钨铜合金的钨与铜。常见的钨铜合金废料，如触点、电器开关、电极用钨铜合金、真空零件、离子轰击受热器用钨铜合金。废钨铜合金中铜的含量一般为10-40%，钨含量一般为60%-90%。由于钨铜合金中的Cu是借助于毛细管的原理渗入到多孔的钨烧结体的孔隙中或是用铜液浸渍钨坯，这样一来给酸解法分离钨铜合金提供了良好的条件。在低温下，铜与硫酸反应生成硫酸铜溶液，而金属钨不发生反应。在通过粉碎、化学分离、浓缩结晶、洗涤干燥后便可获得钨粉。以下是几种方法回收钨回收率的对比：

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蒸镀显像管一般采用钨加热子也就是钨绞合螺旋作为加热元件。在真空中将金属进行加热，利用加热子将其蒸发在被蒸镀的物体表面，形成一层薄膜，就是蒸发镀膜的过程。这个过程需要用到的加热元件需要有很好的耐高温和耐腐蚀性能。目前，通过钨丝绞合绕成各种形状的螺旋线圈也就是人们常说的钨加热子是国内外大多数用户的首选。

但是在蒸镀的过程中，这种钨绞合螺旋的使用寿命并不能持续很长一段时间，无法达到所需稳定的使用寿命的要求，严重降低显像管蒸镀的自动化效率。影响其使用寿命的主要原因是钨丝的再结晶组织，和铝的插入量。

经试验表明，丝材表面的晶界越多，也就是晶粒越小的情况下，铝就越容易扩散，就会导致钨绞合螺旋开始变形甚至断裂，最终结束其使用寿命。另一个主要原因是铝的插入量和流动性的影响。在显像管蒸镀的过程中，一般情况下厂家插入钨绞合螺旋的铝量或多或少会超过理论蒸镀量，这就会造成每次蒸发完毕后会有残留的铝继续与钨发生反应，生成W-Al化合物，该化合物会污染钨丝，这样一来就大大缩短了加热子的使用寿命。实践证明，相比有铝残留物的状况，如果没有铝残留物的话，加热子的使用寿命可以提高1倍。总之，随着铝插入量的增多，钨绞合螺旋的寿命就会减短。

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将金属在真空中进行加热，使其蒸发在被蒸镀物体的表面上，然后形成一层薄膜，这个过程就是真空镀膜，目前广泛应用于电子，玻璃，装饰品等生产领域。现在国内外大多数用户都选用钨丝绞合后制备的钨加热子作为真空镀膜的加热元件。其中显像管蒸镀过程就主要用钨丝加热子作为加热元件。

显像管是一种电子（阴极）射线管，是电视接收机、监视器重现图像的关键器件。它的主要作用是将发送端（电视台）摄像机摄取转换的电信号（图像信号）在接收端以亮度变化的形式重现在荧光屏上。为了高质量地重现图像，要求这种电子射线管的屏幕尺寸要大，图像清晰度要高，荧光屏有足够的发光亮度。此外对不同用途的射线管有各种具体要求。

这种电子射线管的显像原理是在电视接收机中，由视放末级把经过放大的视频图像信号送到电子射线管阴极，用以控制电子束电流的强弱，从而显示图像。这种电子射线管中的荧光屏是由屏面玻璃，荧光粉层和铝膜组成的。在显像管屏幕内的玻璃的表面上沉积着一层厚度为10μm的荧光粉。荧光粉层的外面蒸镀了一层厚度为1μm的铝膜。这层薄膜与内石墨层相互连接，它可以加速电子束，又可以保护荧光粉，使其不会因为离子的冲击而损伤形成离子斑，可见这层铝膜的重要性。而这层铝膜的形成就需要钨加热子作为加热元件进行蒸镀。

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钨绞丝是一种由若干股一定直径规格的钨丝捻绕绞合而成的条状金属钨制品，主要用来制作钨加热子。在真空镀膜中钨绞丝是一种消耗材料。目前广泛应用于显像管、制镜、手机及各种塑料、有机物和金属基体及各种装饰品等的表面喷镀行业。

作为钨加热子的主要原材料，绞合钨丝的质量会直接影响加热子的质量，也会对镀膜的效果产生较大的影响。因此，绞合钨丝线圈的表面应该是呈现光亮银灰色，颜色保持一致状态，没有可见的污染物，表面没有明显的毛刺，裂纹及氧化现象。绞合钨丝的各单丝不能有断裂现象，绕成的螺旋线圈要具有一定的弹性。单根钨丝的尺寸允许偏差应该符合GB4181规定中的二级偏差。该钨制品在蒸镀纯铝时的使用寿命应大于12炉次。

每个包装都要附有标笺或者是产品合格证书，并且表明制造厂名，商标，材料名称，生产批号，规格，净重，生产日期，检验部门印记。包装好的绞合钨丝要放在相对湿度低于65%，且没有酸碱性气体的房间里。运输途中运输箱上要标有“小心轻放”，“防潮湿”等字样。运输的时候要避免酸碱性气体浸蚀和雨雪损坏。

加热子一般精选牌号为HW41、HW42的钨丝为原材料，专业设备制作的加热子元件具有熔点高，耐腐蚀性能好，蒸镀寿命长等特点。回收钨绞丝也可将待蒸镀金属丝与钨丝绞合在一起，使产品更具方便快捷的特性。

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钨镧电极主要是通过粉末冶金法制备的。它是在钨粉中添加1%、1.5%或2%的的氧化镧，经过掺杂、还原、垂熔、旋锻和拉伸制得钨镧电极。钨镧电极具有良好的焊接性能，使用寿命长，且无放射性污染，被认为是钍钨电极的最佳替代品，广泛应用于钨极惰性气体保护焊（TIG焊）和等离子体焊接和切割领域。通过电性能比较发现，镧钨电极的电性能优于铈钨电极和钍钨电极，且镧钨电极中的氧化镧的迁移率、蒸发率低，能形成较好的燕尾搭接组织，具有较好的高温蠕变性能。

经过旋锻加工后，La₂O₃质点均匀分布在钨晶粒、晶界上。坯条在加工中如果控制不当，很容易出现分层或脱皮。另外旋锻过程中送料速度过快也会导致分层或脱皮。

对钨镧电极和铈钨电极进行电性能实验了解La和Ce的分布情况。在直流200A，20min，电极端部处于高温2600~3000℃下，La₂O₃和CeO₃由中心向表面迁移，向尖端迁移。它们的平均含量由边缘逐渐减少，到中心部分已经几乎没有La₂O₃和Ce₂O₃。其中CeO₃的迁移和蒸发较快。

在观察电性能实验后的电极显微组织发现，电极的晶粒都是沿轴向长大，其中晶粒铈钨电极和钨镧电极的长宽比分别为（3:1~15:1）、（3:1~7:1）。钨镧电极内分布着大量的气泡和少量的La₂O₃质点，且晶界是燕尾搭接组织，可以组织晶界横向滑移，所以它的耐热震、蠕变性能较好。由此可知钨镧电极的电性能较好。

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