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材料导报 2024年

作者：杨坤陈文娟杨建参高峰龚先政刘宇孙博学中国汽车工程研究院股份有限公司北京工业大学材料科学与工程学院工业大数据应用技术国家工程实验室

钨电极材料作为机械、核电、航空航天等行业不可或缺的功能材料，被应用于钨极氩弧焊、等离子切割等工艺技术中，钨电极市场中稀土钨电极占据近50%的份额，其中以多元复合稀土钨电极为主，另外，具有放射性的钍钨电极仍然占据一定份额... 详细信息

钨电极材料作为机械、核电、航空航天等行业不可或缺的功能材料，被应用于钨极氩弧焊、等离子切割等工艺技术中，钨电极市场中稀土钨电极占据近50%的份额，其中以多元复合稀土钨电极为主，另外，具有放射性的钍钨电极仍然占据一定份额。多元复合稀土钨电极虽能够满足焊接行业对电极的性能要求，避免钍钨电极的放射性污染，然而生产过程需要消耗宝贵的稀土战略资源，因此有必要从生态设计的角度出发衡量二者的综合优越性。本文基于生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）思想，从资源-环境-性能3个因素对钨电极材料产品进行生态设计，建立了基于资源-环境-性能多因素综合决策方法模型和基于模糊矩阵理论的钨电极生态设计多指标评价模型，应用于多元复合稀土钨电极和钍钨电极的生态设计中。研究结果显示，多元复合稀土钨电极的轧制工艺路线在资源、环境和性能指标上均是优于钍钨电极的，其环境负荷较钍钨电极旋锻工艺路线降低了约37.84%；在生产阶段的资源耗竭性上，相比于钍钨电极旋锻工艺路线的资源影响潜值降低67.40%；对焊接应用需求的满足程度是优于钍钨电极，且综合性能指标比钍钨电极高出约35.50%；综合考虑基于不同生态设计方法与设计因素，针对钨极氩弧焊焊接应用领域，多元复合稀土钨电极的生态实施效果优于钍钨电极。

关键词：多元复合稀土钨电极钍钨电极生态设计生命周期评价

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多元复合稀土钨电极和钍钨电极生命周期评价

引用

中国钨业 2022年第4期37卷 37-45页

作者：杨坤陈文娟杨建参高峰龚先政刘宇孙博学北京工业大学材料与制造学部北京100124 工业大数据应用技术国家工程实验室北京100124

多元复合稀土钨电极作为替代钍钨电极的无辐射钨电极材料,其应用受到社会的广泛关注,但二者生产过程的环境影响并未开展定量评价。研究采用生命周期评价(LCA)的方法对多元复合稀土钨电极和钍钨电极从“摇篮”到“大门”的资源能源消耗... 详细信息

多元复合稀土钨电极作为替代钍钨电极的无辐射钨电极材料,其应用受到社会的广泛关注,但二者生产过程的环境影响并未开展定量评价。研究采用生命周期评价(LCA)的方法对多元复合稀土钨电极和钍钨电极从“摇篮”到“大门”的资源能源消耗和污染物排放进行研究,功能单位定义为分别生产1 t直径2.4 mm多元复合稀土钨电极和钍钨电极。结果表明,两种钨电极的环境热点均为上游原料阶段钨粉和氧化钨,分别占总环境影响的78.56%和55.15%;在工艺链中环境热点为烧结工艺,分别占总环境影响的9.50%和32.30%。两种钨电极的环境影响比较结果显示,相比于钍钨电极,多元复合稀土钨电极可降低35.81%的总环境影响,具有环境优势。对两种钨电极资源消耗、能源消耗和温室气体排放3类环境影响类型贡献结构进行分析,结果显示上游原料对这3类指标贡献较为突出。

关键词：多元复合稀土钨电极钍钨电极温室气体资源能源生命周期评价

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