钨钍电极制造工艺是怎样的？
钨钍电极是一种高性能电子元件，其优异的热稳定性和电子发射性能主要得益于钨-钍合金微观结构的控制。其制造工艺主要基于粉末冶金方法，整体流程包括原料准备、还原、成型、烧结、热加工及精整加工等环节。具体工艺如下：
- 原料制备
高纯度 WO₃ 与 ThO₂ 按设计比例（通常 1–2% ThO₂）均匀混合。为保证最终电极性能，原料需控制杂质含量，尤其是氧、氮、铁等元素，同时粉末粒径一般为 1–5 μm，以利于后续均匀分散和烧结致密化。
- 氢气还原
将混合粉料在高温氢气气氛中进行还原，将 WO₃ 还原为金属钨，同时保持 ThO₂ 的稳定。还原通常分多阶段进行，以避免粉末团聚并控制颗粒形貌。该工序得到的钨-钍复合粉具有良好的流动性和可压缩性。
- 压制成型
将粉末通过冷压或等静压（cold isostatic pressing, CIP）成型为圆棒状毛坯。等静压可获得更均匀的密度分布，减少烧结缺陷。成型压力和保持时间需优化，以兼顾致密度与粉末结构完整性。
- 高温烧结
在惰性气体或高真空条件下进行高温烧结，温度可达 2800–3000℃。烧结过程使钨晶粒长大并实现粉末间致密化，同时保持 ThO₂ 均匀分散。钍的微粒分布对电子发射性能至关重要：微米级或纳米级分布可形成稳定的电子发射中心。
- 热加工（锻造与拉拔）
烧结体经过高温锻造，改善晶粒取向、消除内部孔洞和气孔，再经多道冷拉加工至最终直径（通常 0.5–6.0 mm）。这一环节可显著提高机械强度与导电性能，并优化电子发射特性。
- 精整加工
最终成型棒材需经过矫直、切割、端面研磨和表面精加工，确保尺寸精度、圆度和表面光洁度。对于高要求应用（如真空电子器件），表面粗糙度 Ra 可控制在 0.2 μm 以下。
7 微观结构与性能控制
该工艺保证 ThO₂ 在钨基体中细小且均匀分散，形成稳定的电子发射活性位点，同时通过热加工控制钨晶粒尺寸，综合提升电极的热寿命、电子发射效率和机械性能。
技术与应用参考
钨钍电极常用于高功率电子管、真空开关管和X射线管。
ThO₂ 含量过高会导致晶粒长大，降低机械强度；过低则降低电子发射效率。
工艺优化通常通过粉末粒径控制、烧结气氛调节及拉拔工艺改进实现。
中钨智造钨钍电极制造工艺
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