Wolfram-Faden
Geschichte
Die Produktion von Wolfram-Glühfaden, der Verletzte, so viele Ausfälle, endete mit der Eröffnung einer neuen Richtung — Technologie der Pulvermetallurgie. Kennen uns alle Glühbirnen gab es am Vorabend 1905, und davor ging die aktive Suche nach Quellen von Licht in электролампах. Die Suche dauerte mehr als 25 Jahre, bis im Jahr 1878 Swan nicht zum ersten mal präsentiert die von ihm erfundene Kohle Lampen, die Helligkeit lag bei acht — Sixteen candles. Bis zum Ende des NEUNZEHNTEN Jahrhunderts von Welsbach hergestellt aus Osmium (Schmelzpunkt 2700°C) metallische Glühfaden. Осмиевые Lampen sind viel heller und effizienter Kohle, aber die Kosten Osmium, das bezieht sich auf die Elemente der Platingruppe, machte Sie übermäßig teuer.
Von Bolton, Mitarbeiter der Firma «Хальске und Siemens» für die Fäden bot Tantal mit t° Schmelzpunkt von 2996° C. Tantal-Lampen von waren auf 15 Prozent effizienter осмиевых, Sie haben bereits begonnen, in die Produktion einzuführen. Aber ein Jahr später erschien die Wolfram-Glühfaden, auf dem hintergrund танталовая — konnte nicht widerstehen Wettbewerb. Das Halogenlicht schnell vom Markt verdrängt alle anderen Modifikationen. Lichtausbeute war in zwei bis vier mal höher als bei осмиевых. Moderne Leuchtstofflampen mit W-Kathode nahezu eine Größenordnung heller und effizienter осмиевых dem Ende des vorvorigen Jahrhunderts.
Die Entwicklung der Technologie
Die größte Schwierigkeit war der Mangel an Duktilität von Wolfram. Er ließ nicht erfolgreich verwirklichen Prozess ziehen Wolframdraht mit Hilfe der Technologie für Tantal entwickelt. Später auf der «Siemens-Хальске» vereinbart worden, um einen Lichtbogen in einer Wasserstoff-Atmosphäre für den Erhalt von geschmolzenem Wolfram, die in der Zukunft getan werden.
Versucht auch organische Komponenten mischen mit Wolfram-Pulver, und auf diese Weise die resultierende Paste, begannen fließen durch Spinndüsen und verbrannte in einer speziellen Atmosphäre Bindemittel mit dem Ziel der Erlangung dünnen Faden ohne Verunreinigungen. Noch versucht раскалять Kohle dünnen Faden in der Atmosphäre dämpfen шестихлористого WCL6 und Wasserstoff. Wolfram, осаждавшийся auf der Oberfläche, спекался mit Kohlenstoff, wodurch Karbid WC — Faden fragile weiß. Danach den Faden erwärmt, wasserstoffstrom «вымывал» Kohlenstoff, so dass der Faden aus reinem Wolfram.
Der Komplexität der Technik war die schnelle Oxidation von Wolfram bei hohen Temperaturen mit der Bildung fragile körnige Struktur. Doch schon am Ende der ersten Dekade des zwanzigsten Jahrhunderts Coolidge aus den USA abholen konnte, die am besten geeignete Modus mechanische T Wärmebehandlung, hatte dadurch duktiles Wolfram ohne den Einsatz von Füllstoffen.
Moderne Fertigungsmethoden
Wolfram-Pulver muss mit hoher Reinheit für die qualitativ hochwertige Produktion. Mit Hilfe von speziellen Mühlen unter dem Schutz der Atmosphäre Stickstoff (um die Reibung erwärmte Metall nicht окислялся) gemischt Wolfram Pulver unterschiedlicher Herkunft. Mit Hilfe von Stahl-Formenbau-Pulver gepresst unter einem Druck von 5−25 kg/mm2. Bei Verschmutzung des Pulvers rein Pressen fragil. Zur Verringerung der Sprödigkeit Hinzugefügt organisch leicht окисляемый Komponente. Das erwärmen in einem Strom von Wasserstoff verbessert die mechanischen Eigenschaften прессовок. Weiter штабики bei sehr hohen Temperaturen gesintert. Beim erwärmen fast bis zur Schmelztemperatur — erhöhen die Größe der Körner, Material gesintert wird bis zu 95% der Dichte des kristallinen Wolfram. Weitere Schuhe ziehen erfolgt bei t° 1200−1500°C.
Штабики komprimierten Sichel unter einem Druck von 500 — 2500 ATM., mit jedem mal wird Sie auf 12% dünner. Dehnung der Körner erreicht фибриллярная Struktur. Der Faden streckt sich nach dem Schmieden durch Siebe aus Wolframcarbid WC oder Diamanten. Durchmesser Filament entsaftungssystemen beträgt порядка13 µm.
Vorteile
Wolfram-Glühfaden wird aus dem feuerfesten Metall, mit t° Schmelzpunkt von +3422°C, es besitzt nicht nur eine hohe Hitzebeständigkeit, aber auch Korrosionsbeständigkeit gegen aggressive Umgebungen, so dass ein wenden für höchst anspruchsvolle Produkte. Es verfügt über ausgezeichnete mechanische Eigenschaften: Abriebfestigkeit, minimaler Temperatur-Ausdehnungskoeffizient, Härte bei starker Erwärmung im Vergleich zu anderen Metallen, High Modulus Zug-Druck, sehr hohe электросопротивление, Kriechfestigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit. Die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit der Wolframdraht in den extremsten Bedingungen machte es unverzichtbar in der modernen Industrie.
| Physikalische Eigenschaften | |
|---|---|
| Die Temperatur bei der die Daten empfangen Daten t°C | 20°C |
| Koeffizient der linearen thermischen Ausdehnung α [1/Grad] | 43x10-6 |
| Die Dichte der Legierung [G/cm3] | 19,3 |
| Vorübergehende Widerstand Zugfestigkeit kg/mm2 | 35 |
| Spezifische Wärmekapazität bei 20 °C C [kJ/(kg·deg)] | 0,134 |
| Wärmeleitfähigkeit [w/(m·K)] | 300,173 |
| Der spezifische elektrische Widerstand R Омхмм2/m | 0,054 |
Nachteile
Wolfram ist ein Seltenes Element der irdischen Lithosphäre. Bei normalen Temperaturen ist er nicht genug Plastik. Einer Schwierigkeit, die ihn in seiner reinsten Form, eine ziemlich komplexe Behandlung wegen seiner einzigartigen Eigenschaften wirkt sich auf die Kosten des Endprodukts.
Verwendung
Hohe электросопротивление, sowie einzigartige Lichtausbeute ermöglichen die Verwendung von Wolfram für die Beleuchtung. Rationiert die Produktion von Briefmarken VA, ВРН, Hochtöner mit einem Durchmesser von 19,5 µm bis 1,5 mm GOST 19671−91. Federn dienen als Grundlage der Halbleiter-und elektronische Geräte, спиралеобразных Kathoden für elektronische Geräte und неспиралеобразных Loop-Kathoden, Gitter, Heizungen. Gelten auch in ракето — und Flugzeugbau, Textilindustrie, Maschinenbau. Filter aus Wolframdraht der industriellen Chemie weit verbreitet.
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