Якщо правда, що одна удача сто невдач перетягне, то відкриття технології витягування вольфрамової нитки, може служити яскравим тому підтвердженням. Спосіб виробництва вольфрамової нитки, потерпілий стільки невдач, став поворотним моментом в розвитку технології порошкової металургії.

Історія

Лампи розжарювання, такі, як ми їх знаємо, з’явилися в 1904 році. До цього джерелом світла в лампах служили вугільні електроди Більше чверті століття йшов пошук відповідного матеріалу, з тих пір, коли Свон у 1878 році вперше представив в Ньюкаслі винайдені ним вугільні лампи яскравістю вісім і шістнадцять свічок. В кінці ХІХ в. фон Вельсбах з осмію (t°пл = 2700° С) виготовив металеву нитку розжарювання. Осмиевые лампи були в 6 разів ефективніше і яскравіше вугільних, проте, ціна осмію, елементи платинової групи, робила такі лампи надзвичайно дорогими.

У 1903 році фон Болтон з фірми «Сіменс і Хальске» запропонував для ниток розжарювання тантал з t°пл 2996 °C. Танталові лампи були на 15% ефективніше осмиевых і навіть почали впроваджуватися у виробництво, але не витримали конкуренції з роком пізніше вольфрамовою ниткою розжарювання. Лампи з вольфрамовими нитками витіснили з ринку всі інші лампи до 1911 року. Світловіддача вольфраму була в 2 рази вище, ніж у осмію, а під високою напругою майже в 4 рази вище. Сучасні флуоресцентні лампи з катодом з вольфраму майже в 9 разів ефективніше і яскравіше осмиевых кінця ХІХ ст.

Розвиток технології отримання вольфрамової нитки

Довгий час із-за значної крихкості вольфраму при нормальній температурі не вдавалося витягнути досить тонку нитку. Спочатку Х. Х. століття на «Сіменс-Хальске» спробували застосувати технологію витягування, розроблену для танталу. Однак, вольфрам для цього виявився недостатньо ковкий. Пізніше був запатентований оригінальний спосіб, коли у водневій атмосфері порушенням електричної дуги між вольфрамовим електродами плавили вольфрамову заготовку в графітовому тиглі, вкритому зсередини вольфрамової пудрою. Виходили краплі розплавленого вольфраму Ø 10 мм до 30 мм завдовжки, які після остигання піддавалися подальшій обробці. Згідно з іншим патентом змішували вольфрамовий порошок з органічною пастою, отриману масу видавлювали крізь фільєри і в інертній атмосфері відпалювали. Виходила досить тонка вольфрамова нитка. Одна з перспективних розробок виглядала так. Раскаляли вугільну нитку в атмосфері водню і парів WCl₄. На поверхні нитки осаджувався вольфрам, який спекався з вуглецем у вигляді карбіду WC білого кольору. Нитка повторно раскаляли в потоці водню, який «вимивав» вуглець, залишаючи нитка чистого вольфраму, аналогічну нитки, отриману екструзією. Всі перераховані технології намагалися максимально захистити вольфрам від окислення при нагріванні, тому що в противному випадку зерниста структура нитки робила її дуже крихкою. І в 1909 р. американець Кулідж зумів підібрати ідеальний режим температурної і механічної обробки вольфраму без використання наповнювача.

Сучасне виробництво

Вихідним матеріалом служить вольфрамовий порошок високої чистоти. Спеціальні млини розмелюють вихідна сировина до дрібнодисперсного пудри в атмосфері азоту, щоб уникнути окислення поверхні нагрітих тертям частинок. Далі в сталевих прес-формах пресують заготовки під тиском 5−25 кг/мм². Якщо сировина неякісне, заготівля виходить крихкою. Щоб уникнути цього, в сировину вводять легко окисляемый органічний компонент. Наступний етап — спікання. Пресовані заготовки, їх ще називають штабики, мають питому вагу — близько 2/3 від щільності металевого вольфраму, тому їх спікають при дуже високій температурі. Їх поміщають між контактами, охолоджуваними водою, і в атмосфері сухого Н₂ пропускають електричний розряд, розігріваючи майже до точки плавлення. При цьому збільшуються розміри кристалічних зерен, а сама заготівля досягає 95% щільності виливки. Заготівлю проковують при t° 1200−1500°С. На спеціальному стані спечені штабики здавлюється молотом, при цьому з кожним разом стоншуються на 12%. Вольфрамові зерна подовжуються і за рахунок цього купується фибриллярная структура. Після кування нитку протягують крізь алмазні сита. Діаметр одержуваної нитки ~13 мкм.

Процентний склад

Переваги вольфрамової нитки

Вольфрам — найбільш тугоплавкий з металів, його t° плавлення +3422°C. Вольфрамова нитка жаростійка, має мінімальний коефіцієнт температурного розширення, у неї дуже високий електроопір і світловіддача, високий опір температурної повзучості, хороша теплопровідність.

Недоліки

Вольфрам відноситься до рідкісних елементів земної кори. Складність одержання його в чистому вигляді і примхливість вольфраму при обробці — все це позначається на собівартості вольфрамового нитки.

Застосування

Вольфрамова нитка затребувана в електротехніці і радіоелектроніці з-за низької пружності пари вольфраму при високих робочих температурах до 2500 °C. Тугоплавкість і виняткова світловіддача, роблять таку нитку незамінною в лампах розжарювання, кинескопах та інших вакуумних трубках. Вольфрамова нитка (ГОСТ 19 671−91) марок ВА, ВЧ, ВРН призначена не тільки для спіралей і тіл розжарювання. З неї виробляють спіралевидні і неспиралеобразные катоди електронних пристроїв і деталі напівпровідникових приладів, петльові підігрівачі, сітки, мішенях рентгенівських трубок. З марки ВРН роблять вводи, траверси і деталі, які не потребують легованого вольфраму.

Купити за вигідною ціною

На складі Evek GmbH широкий вибір високоякісної вольфрамової нитки і вольфрамової дроту різних марок за ціною, яка задовольнить будь-якого замовника. Ми пропонуємо хороші умови для оптових і роздрібних покупців. При необхідності вас проконсультують досвідчені менеджери. Вся продукція сертифікована Якість гарантується суворим дотриманням технологічних норм виробництва. Поставки — в самі стислі терміни. При оптових замовленнях надаються пільгові знижки.