Jeśli prawdą jest, że jedno szczęście przewyższa sto porażek, to odkrycie technologii wyciągania żarnika wolframowego może być tego żywym potwierdzeniem. Metoda wytwarzania żarnika wolframowego, która doznała tylu niepowodzeń, stała się punktem zwrotnym w rozwoju technologii metalurgii proszków.

Fabuła

Żarówki, jakie znamy, pojawiły się w 1904 roku. Wcześniej źródłem światła w lampach były elektrody węglowe.Ponad ćwierć wieku poszukiwano odpowiedniego materiału, odkąd Swan w 1878 roku po raz pierwszy zaprezentował w Newcastle wynalezione przez siebie lampy węglowe o jasności ośmiu i szesnaście świec. Pod koniec XIX wieku. von Welsbach wykonał metalowe włókno z osmu (t ° pl = 2700 ° C). Lampy osmowe były 6 razy bardziej wydajne i jaśniejsze niż lampy węglowe, jednak cena osmu, pierwiastka z grupy platynowców, czyniła takie lampy niezwykle drogimi.

W 1903 roku von Bolton z firmy Siemens i Halske zaproponował tantal o temperaturze 2996°C na włókna. Lampy tantalowe były o 15% wydajniejsze od lamp osmowych i nawet zaczęto je wprowadzać do produkcji, ale nie mogły konkurować z żarnikiem wolframowym, który pojawił się rok później. Żarówki z żarnikiem wolframowym wyparły wszystkie inne lampy z rynku do 1911 roku. Wydajność świetlna wolframu była 2 razy większa niż osmu, a pod wysokim napięciem prawie 4 razy wyższa. Nowoczesne świetlówki z katodą wolframową są prawie 9 razy wydajniejsze i jaśniejsze niż lampy osmowe z końca XIX wieku.

Opracowanie technologii otrzymywania włókna wolframowego

Przez długi czas, ze względu na znaczną kruchość wolframu w normalnych temperaturach, nie było możliwe narysowanie wystarczająco cienkiej nici. Na początku XX wieku firma Siemens-Halsk próbowała zastosować technologię ciągnienia opracowaną dla tantalu. Jednak wolfram nie był do tego wystarczająco plastyczny. Później opatentowano oryginalną metodę, polegającą na topieniu kęsa wolframu w atmosferze wodoru poprzez wzbudzenie łuku elektrycznego między elektrodami wolframowymi w tyglu grafitowym pokrytym od wewnątrz proszkiem wolframowym. Otrzymano krople stopionego wolframu o średnicy 10 mm i długości do 30 mm, które po schłodzeniu poddano dalszej obróbce. Według innego patentu proszek wolframu zmieszano z pastą organiczną, uzyskaną masę wyciśnięto przez dysze przędzalnicze i wyżarzono w obojętnej atmosferze. Otrzymano dość cienkie włókno wolframowe. Jedna z obiecujących realizacji wyglądała tak. Włókno węglowe ogrzewano w atmosferze wodoru i par WCl ₄ . Wolfram został osadzony na powierzchni włókna, które zostało spiekane z węglem w postaci białego węglika WC. Filament został ponownie ogrzany w strumieniu wodoru, który „wypłukał” węgiel, pozostawiając czysty włókno wolframowe, podobne do włókna otrzymanego przez wytłaczanie. Wszystkie powyższe technologie starały się chronić wolfram przed utlenianiem w jak największym stopniu po podgrzaniu, ponieważ. w przeciwnym razie ziarnista struktura nici powodowała, że była ona bardzo krucha. A w 1909 roku amerykańskiemu Coolidge'owi udało się znaleźć idealny reżim temperatury i mechanicznej obróbki wolframu bez użycia wypełniacza.

Nowoczesna produkcja

Materiałem wyjściowym jest proszek wolframu o wysokiej czystości. Specjalne młyny mielą surowiec na drobny proszek w atmosferze azotu, aby uniknąć utleniania powierzchni nagrzanych tarciem cząstek. Ponadto w formach stalowych obrabiane przedmioty są prasowane pod ciśnieniem 5–25 kg/ ^mm2 . Jeśli surowce są złej jakości, przedmiot obrabiany jest delikatny. Aby tego uniknąć, do surowca wprowadza się łatwo utleniający się składnik organiczny. Następnym krokiem jest spiekanie. Prasowane półfabrykaty, zwane też prętami, mają ciężar właściwy - około 2/3 gęstości metalicznego wolframu, a więc są spiekane w bardzo wysokiej temperaturze. Umieszcza się je między chłodzonymi wodą stykami iw atmosferze suchego H ₂ przepuszcza się wyładowanie elektryczne, nagrzewając się prawie do temperatury topnienia. W tym przypadku rozmiary ziaren kryształów rosną, a sam przedmiot obrabiany osiąga 95% gęstości odlewu. Półfabrykat jest kuty w temperaturze t° 1200-1500°C. Na specjalnym młynie spiekane pręty są ściskane młotkiem, przy czym za każdym razem stają się cieńsze o 12%. Ziarna wolframu są wydłużone, dzięki czemu uzyskuje się strukturę włóknistą. Po kuciu nić jest przeciągana przez sita diamentowe. Średnica powstałej nici wynosi ~13 µm.

Skład procentowy

Zalety włókna wolframowego

Wolfram jest najbardziej ogniotrwałym metalem, jego temperatura topnienia wynosi +3422°C. Włókno wolframowe jest żaroodporne, ma minimalny współczynnik rozszerzalności cieplnej, ma bardzo wysoką rezystancję elektryczną i moc świetlną, wysoką odporność na pełzanie termiczne i dobrą przewodność cieplną.

Wady

Wolfram jest jednym z rzadkich pierwiastków w skorupie ziemskiej. Trudność w uzyskaniu go w czystej postaci i kapryśność wolframu podczas przetwarzania - wszystko to wpływa na koszt żarnika wolframowego.

Aplikacja

Włókno wolframowe jest poszukiwane w elektrotechnice i elektronice radiowej ze względu na niską prężność par wolframu w wysokich temperaturach roboczych do 2500 °C. Ogniotrwałość i wyjątkowa moc świetlna sprawiają, że włókno to jest niezastąpione w lampach żarowych, kineskopach i innych lampach próżniowych. Włókno wolframowe (GOST 19 671-91) klasy VA, VCh, VRN jest przeznaczone nie tylko do spirali i żarówek. Produkuje się z niego spiralne i niespiralne katody urządzeń elektronicznych i części urządzeń półprzewodnikowych, grzejniki pętlowe, siatki, tarcze lamp rentgenowskich. Marka VRN służy do produkcji tulei, trawersów i części niewymagających stopu wolframu.

Kup w okazyjnej cenie

Evek GmbH oferuje szeroką gamę wysokiej jakości żarników wolframowych i drutów wolframowych różnych gatunków w cenie, która zadowoli każdego klienta. Oferujemy dobre warunki dla odbiorców hurtowych i detalicznych. W razie potrzeby doradzą Ci doświadczeni managerowie. Cała produkcja jest certyfikowana. Jakość gwarantowana jest poprzez ścisłe przestrzeganie norm technologicznych produkcji. Dostawy - w możliwie najkrótszym czasie. Przy zamówieniach hurtowych udzielane są preferencyjne rabaty.