鋇鎢電極材料純度的影響因素貫穿其製備、加工、存儲及使用的全流程，涉及原料選擇、工藝控制、環(huán)境管理等多個環(huán)節(jié)。
一、原料純度與品質(zhì)
1.1 鎢基體原料
純度要求：需使用高純度鎢粉，以減少雜質(zhì)引入。
預處理：鎢粉需經(jīng)退火、研磨過篩等步驟，去除內(nèi)應力及表面雜質(zhì)，確保基體純淨度。
1.2 鋇源材料
前驅(qū)體選擇：常用氫氧化鋇（Ba(OH)?）或碳酸鋇（BaCO?），需提前乾燥去除結(jié)晶水，避免殘留水分影響後續(xù)反應。
溶液配製：鋇鹽溶液需用去離子水配製，可加入少量氨水調(diào)節(jié)pH值，促進鋇離子溶解，提升溶液均勻性。
二、製備工藝控制
2.1 混合與成型
均勻性：鎢粉與鋇鹽需通過機械混合或真空浸漬實現(xiàn)均勻分佈，避免局部團聚或孔隙。
成型壓力：採用冷等靜壓形成多孔坯體，控制孔隙率，以平衡機械強度與鋇浸漬需求。
2.2 燒結(jié)與還原
溫度梯度：低溫燒結(jié)去除揮發(fā)分，高溫燒結(jié)促進鎢顆粒緻密化，減少孔隙率。
氣氛控制：在氫氣或真空環(huán)境中燒結(jié)，防止鋇和鎢氧化，保持材料純度。
還原條件：氫氣還原溫和保溫時間影響鋇的沉積形態(tài)，需避免局部過熱導致鋇揮發(fā)。
2.3 浸漬工藝
迴圈浸漬：真空浸漬後重複乾燥-浸漬步驟，確保鋇鹽充分填充鎢基體孔隙。
溶液滲透性：添加分散劑提高溶液滲透性，減少孔隙殘留。
三、加工處理與後處理
3.1 機械加工
潔淨環(huán)境：所有加工步驟需在潔淨、乾燥環(huán)境中進行，避免油污或灰塵污染。
表面處理：電極表面需精細拋光，減少表面缺陷引發(fā)的熱阻。
3.2 熱處理與啟動
啟動工藝：分兩步進行：
第一步：高溫去除雜質(zhì)和氧化物。
第二步：在高溫、高真空環(huán)境下活化鋇氧化物，確保鹽的均勻分佈。
真空度控制：啟動過程中真空度需穩(wěn)定，避免鋇鹽揮發(fā)導致成分偏析。
3.3 塗層技術(shù)
抗濺射塗層：鍍覆Ir、Re或稀土氧化物可提升電極抗熔焊性能，但需優(yōu)化塗層厚度和介面結(jié)合強度，避免增加熱阻。
四、存儲與使用條件
4.1 存儲環(huán)境
真空或惰性氣體：電極需在乾燥真空或惰性氣體（如氮氣、氬氣）中保存，避免吸潮或氧化。
暴露時間限制：電極暴露於大氣中的時間不得超過48小時，防止表面污染。
4.2 使用操作規(guī)範
潔淨操作：所有操作需在潔淨、乾燥環(huán)境中進行，避免手指油污或灰塵接觸電極。
加熱速率控制：若電極吸潮，需降低加熱速度以防止表面斑點形成。
五、雜質(zhì)與缺陷控制
5.1 雜質(zhì)影響
氧、硫雜質(zhì)：會與鎢或鋇反應生成氧化物或硫化物，形成熱阻層，需通過高溫真空處理去除。
微量元素：稀土元素（如鑭、鈰）添加可細化晶粒，但過量會導致熱導率下降。
5.2微觀缺陷管理
孔隙率控制：多孔鎢基體的孔隙率與熱導率呈負相關(guān)，需通過優(yōu)化燒結(jié)工藝減少孔隙。
晶界強化：摻雜或熱處理可改善晶界強度，減少熱震裂紋擴展。
六、環(huán)境與工作條件
6.1 工作溫度
高溫性能：電極在高溫下發(fā)射電流大，但壽命縮短；低溫下壽命延長，但發(fā)射電流減小，需根據(jù)應用場景平衡。
6.2 熱迴圈與機械應力
熱疲勞：頻繁溫度變化會導致熱應力，引發(fā)微裂紋，需通過優(yōu)化材料配比和引入過渡相緩解熱膨脹失配。
機械損傷：安裝或使用中的機械應力可能破壞熱傳導路徑，需輕拿輕放。
6.3 工作介質(zhì)
腐蝕性環(huán)境：電極暴露在腐蝕性氣體或等離子體中會導致表面侵蝕，需採用抗腐蝕塗層或優(yōu)化工作介質(zhì)。
