Нитка вольфрамова
Історія
Виробництво вольфрамової нитки, яке зазнало стільки невдач, завершилося відкриттям нового напряму — технології порошкової металургії. Знайомі нам усім лампочки розжарювання з'явилися напередодні 1905 р., а раніше йшов активний пошук джерел світла в електролампах. Пошук тривав понад 25 років, поки 1878 р. Свон вперше не представив винайдені ним вугільні лампи, яскравість яких становила вісім — шістнадцять свічок. До кінця ХІХ століття фон Вельсбах виготовив з осмію (температура плавлення 2700 ° С) металеву нитку розжарювання. Осмієві лампи були набагато яскравішими і ефективнішими за вугільні, але вартість осмію, який відноситься до елементів платинової групи, робила їх надмірно дорогими.
Фон Болтон, службовець фірми «Хальське і Сіменс» для ниток розжарювання запропонував тантал з t° плавлення 2996° С. Лампи з танталу були на 15 відсотків ефективнішими за осмієві, їх уже почали впроваджувати у виробництво. Проте за рік з'явилася вольфрамова нитка, на тлі якої танталова — не змогла витримати конкуренції. Вольфрамові лампи швидко витіснили з ринку всі інші модифікації. Світловіддача їх була в два-чотири рази вище, ніж у осмієвих. Сучасні флуоресцентні лампи з W-катодом практично на порядок яскравіші та ефективніші за осмієві кінця позаминулого століття.
Розвиток технології
Основною складністю став недолік ковкості вольфраму. Він не дозволив успішно здійснити процес витягування вольфрамової нитки за допомогою технології, розробленої для танталу. Пізніше на «Сіменс-Хальську» було вирішено використати електричну дугу в атмосфері водню для одержання розплавленого вольфраму, який надалі надходив на обробку.
Пробували також змішувати органічні компоненти з вольфрамовим порошком, а отриману таким шляхом пасту, починали пропускати через фільєри і випалювали в спеціальній атмосфері сполучний компонент для отримання тонкої нитки без домішок. Ще пробували розжарювати тонку вугільну нитку в атмосфері парів шестихлористого WCL 6 і водню. Вольфрам, що осідав на поверхні, спікався з вуглецем, утворюючи карбід WC — тендітну нитку білого кольору. Після цього нитка нагрівалася, потік водню вимивав вуглець, залишаючи нитку чистого вольфраму.
Головною складністю технології було швидке окислення вольфраму при високих температурах з утворенням крихкої зернистої структури. Однак, вже наприкінці першого десятиліття ХХ століття Кулідж із США зміг підібрати найбільш оптимальний режим механічної температурної обробки, отримавши тим самим ковкий вольфрам без застосування наповнювачів.
Сучасні методи виробництва
Порошок вольфраму повинен мати високу чистоту для якісного виробництва. За допомогою спеціальних млинів під захистом атмосфери азоту (щоб нагрітий при терті метал не окислявся) змішуються порошки вольфраму різного походження. За допомогою сталевих пресс-форм порошок пресують під тиском 5-25 кг/мм 2 . При забрудненні порошку пресування виходить крихким. Для зниження крихкості додається органічний компонент, що легко окислюється. Нагрівання в потоці водню підвищує механічні характеристики пресування. Далі штабики за дуже високої температури спікають. При розігріві майже до температури плавлення збільшуються розміри зерен, матеріал спікається до 95% щільності кристалічного вольфраму. Подальше розковування відбувається при t° 1200-1500°С.
Штабики здавлюються молотом під тиском 500 - 2500 атм., Щоразу вони стає на 12% тонше. Подовженням зерен досягається фібрилярна структура. Нитка після кування простягається крізь сита з карбіду WC або алмазу. Діаметр нитки, отриманий даним способом, становить порядка 13 мкм.
Переваги
Вольфрамова нитка виробляється з найтугоплавкішого металу, з t° плавлення +3422°C, вона має не тільки високу жаростійкість, але також корозійну стійкість до агресивних середовищ, що дозволяє її застосовувати для найбільш відповідальних виробів. Вона має чудові механічні властивості: зносостійкість, мінімальний температурний коефіцієнт розширення, твердість при сильному нагріванні в порівнянні з іншими металами, високий модуль стиснення-розтягування, дуже високий опір, опір повзучості, хорошу теплопровідність. Довговічність та надійність вольфрамової нитки в найбільш екстремальних умовах роботи зробили її незамінною у сучасній індустрії.
| Фізичні якості | |
|---|---|
| Температура, при якій отримані дані характеристики t°С | 20°С |
| Коефіцієнт лінійного температурного розширення α [1/Град] | 43x10 -6 |
| Щільність сплаву [г/см 3 ] | 19,3 |
| Тимчасовий опір при розтягуванні кг/мм 2 | 35 |
| Питома теплоємність при 20 °C [кДж/(кг·град)] | 0,134 |
| Теплопровідність К [Вт/(м·К)] | 300,173 |
| Питома електрична опір R Омxмм 2 /м | 0,054 |
Недоліки
Вольфрам – це рідкісний елемент земної літосфери. При нормальних температурах він недостатньо пластичний. Складність одержання його в чистому вигляді, досить складна обробка через його унікальні властивості позначається і на собівартості кінцевого продукту.
Використання
Високий електроопір, а також унікальна світловіддача дозволяють використовувати вольфрам для освітлювальних приладів. Нормує виробництво марок ВА, ВРН, ВЧ діаметром від 195 мкм до 15 мм
Купити за вигідною ціною
Великий асортимент високоякісної нитки вольфрамової різного діаметру на складі ТОВ «Авек Глобал» здатний задовольнити будь-якого споживача. Якість готової продукції забезпечується абсолютним дотриманням технологічних виробничих норм. Терміни виконання замовлень найкоротші. При виникненні питань ви отримаєте вичерпну консультацію від досвідчених менеджерів. При оптових замовленнях компанія надає систему гнучких знижок.