Volframo lydymosi temperatūra yra aukščiausia iš bet kurio komercinio metalo – 3 410 laipsnių Celsijaus, ir ši vienintelė savybė paaiškina daugumą jo pramoninių pritaikymų. Jame taip pat yra didžiausias ugniai atsparių metalų tankis – maždaug 19,25 gramo kubiniame centimetre, mažiausias garų slėgis, o šiluminio plėtimosi koeficientas – maždaug 4,5 x 10^-6 vienam kelvinui, kuris yra artimas lempų gaubtuose naudojamų borosilikatinių stiklų koeficientui. Kartu dėl šių savybių volframas tapo medžiaga, kuri kaitinamąją lempą pavertė iš smalsumo į praktinį gaminį, ir jos vis dar yra pagrindas jos naudojimui lempos gijose, suvirinimo elektroduose, garavimo šaltiniuose ir aukštos temperatūros krosnies įrangoje.
Laidų tipai ir priedo sistemos
Volframo viela tiekiama keliose šeimose, išsiskiriančiose priedais, kontroliuojančiais grūdelių struktūrą ir emisiją. Priemaišų sistemos nėra dekoratyvinės; jie nustato, ar kaitinamasis siūlas susmunka, ar elektrodas patikimai numuša lanką ir kiek laiko dalis išlieka esant temperatūrai.
| Vielos tipas | Papildymas | Tipiškas pritaikymas |
|---|---|---|
| Gryna volframo viela | Nėra | Kaitinimo elementai, garinimo ritės, išlydžio elektrodai, švino laidai, kabliukai ir šoniniai strypai |
| Legiruota volframo viela | 0,2-0,4% SiO2 su 0,3-0,4% K2O; 0,02-0,05% Al2O3 | Kaitinamosios ir atraminės viela, skirtos kaitrinėms ir spiralinėms-ritės lempoms, katodiniams vamzdeliams, garavimo šildytuvams |
| Legiruota toriuota volframo viela | 0,2-0,4% SiO2, 0,3-0,55% K2O ir 0,2-0,5% ThO2 | Karštos vielos elektroniniams vamzdeliams, suvirinimo elektrodams |
| Toriuota volframo viela | 1,0%, 1,5% arba 2,0-2,5% ThO2 | Katodiniai vamzdžiai, didelio intensyvumo išlydžio elektrodai, emisijos kontrolės karšti laidai, kabliukai ir spyruoklės |
| Seriuota ir itriuota volframo viela | 1,5-3,0 % CeO2; 2,0-3,0 % Y2O3 | Impulsinio vamzdžio šildymo viela, -nenaudojami suvirinimo elektrodai, išlydžio lempos elektrodai |
| Lantanuota volframo viela | 1,0-2,0% La2O3 | Nenaudojami suvirinimo elektrodai |
| Volframo{0}}molibdeno viela | W-20Mo | Atraminiai kabliukai, lempų išvadai, vakuuminių prietaisų šildytuvai |
| Volframo{0}}renio viela | 1,0-26,0 % Re | Lempos gijos, mikrobangų prietaisų gijos, elektronų pluošto vamzdžių gijos |
Kodėl dopingas keičia našumą
Kalio ir aliuminio priedai legiruotoje volframo vieloje nelieka kaip paprasti oksidai. Sukepindami ir traukdami jie suformuoja pailgus burbulus, kurie susmeigia grūdelių ribas išilgai vielos ašies, todėl susidaro susipynusi grūdelių struktūra, vadinama ne-sukalstančiu volframu. Grynas volframo siūlas aukštoje temperatūroje perkristalizuojasi į lygiagrečius grūdelius, tada nuo savo svorio nusileidžia ir sugenda. Legiruota struktūra atspari tam šliaužimui, todėl lempos siūlai gaminami iš legiruoto, o ne iš gryno volframo, todėl pirkimo užsakyme nurodoma priedo specifikacija. Torio oksido priedai veikia skirtingai: sumažina paviršiaus darbinę funkciją, todėl viela lengviau išspinduliuoja elektronus ir sukuria lanką esant žemesnei įtampai, todėl elektronų vamzdeliuose ir volframo inertinių dujų suvirinimo elektroduose dominuoja toriuotas volframas.
Standartai ir gaminių formos
Volframas nurodomas pagal gaminio formą, o ne pagal vieną medžiagos standartą. ASTM B760 apima volframo plokštes, lakštus ir foliją, apibrėžiant malūno gaminių matmenis, leistinus nuokrypius ir mechaninius reikalavimus. ASTM B777 apima volframo-pagrindinius didelio tankio metalus, dviejų-fazių medžiagas, sujungiančias volframą su nikelio-geležies arba nikelio-variu rišikliais, paprastai nuo 90 % iki 97 % volframo; jie naudojami ten, kur reikia derinti didelį tankį ir apdirbamumą, pavyzdžiui, apsaugant nuo spinduliuotės, atsvariems ir kinetikai. Vielos skersmenį, toleranciją, atsparumą tempimui ir tiesumą pirkėjai nurodo kartu su priedo sistema, nes du vienodo skersmens, bet skirtingų priemaišų laidai yra skirtingi gaminiai. Renio -guolio lydiniai nurodomi ten, kur svarbus plastiškumas po perkristalizavimo, nes renis žymiai sumažina plastiškumo -iki-trapūs pereinamojo laikotarpio temperatūrą.
Programos be gijų
Šiuolaikiniam apšvietimui vis dar sunaudojama volframo vielos, tačiau didžiausias kiekis dabar tenka pramoninei techninei įrangai. Volframas naudojamas garinimo ritėse ir valtyse, atliekant vakuuminį metalizavimą, kaitinimo elementams ir spinduliuotės ekranams aukštos temperatūros krosnyse, kuriose metalinis elementas turi atlaikyti aukštesnę nei 2 000 laipsnių Celsijaus temperatūrą, išlydžio lempų elektrodams ir nenaudojamiems lankinio suvirinimo elektrodams. Vario -volframo ir sidabro-volframo kompozitai, gaminami įsiskverbiant, o ne lydant, naudojami kaip elektriniai kontaktai ir varžinio suvirinimo elektrodai, nes jie sujungia volframo lanko atsparumą erozijai su laidžia metalo matrica. Chromo -volframas ir kiti volframo plienai išlieka mažesnė, bet nusistovėjusia ferolydinių tiekimo grandinėje.
Pirkimo pastabos
Trys parametrai lemia, ar volframo vielos užsakymas veiks taip, kaip tikėtasi. Skersmens tolerancija kontroliuoja, ar kaitinimo siūlas tinka ritės įrankiui. Tempimo stipris ir pailgėjimas, esant nurodytam skersmeniui, numato darbo lūžį vyniojimo ir surinkimo metu. Prietaiso turinys ir paskirstymas lemia elgseną aukštoje temperatūroje{3}}. Kadangi legiruoto burbulo struktūra priklauso nuo termomechaninio apdorojimo istorijos, volframo vielos tiekimas iš to paties proceso nuosekliai yra svarbesnis nei daugumai ugniai atsparių metalo gaminių. Pirkėjai turėtų paprašyti sertifikate nurodyti legiravimo analizę ir rekristalizavimo elgesį, o ne sutikti su specifikacija, kurioje nurodomas tik grynumas ir skersmuo.
Dažnai užduodami klausimai
Q:Kodėl volframas naudojamas lempų siūlams?
A: Jis turi aukščiausią bet kurio komercinio metalo lydymosi temperatūrą – 3 410 laipsnių Celsijaus, žemiausią garų slėgį, o šiluminio plėtimosi koeficientą – apie 4,5 x 10^-6 vienam kelvinui, kuris atitinka borosilikatinio stiklo apvalkalus.
Q:Kas yra ne{0}}nutūpusi volframo viela?
A: legiruota volframo viela, kurioje yra 0,2-0,4 % SiO2 su 0,3–0,4 % K2O ir nedideliais Al2O3 priedais. Priemaišos sudaro pailgus burbuliukus, kurie sutvirtina grūdelių ribas, suteikdami valkšnumui atsparią susiliejančią grūdelių struktūrą, o ne svyrančią lygiagrečią.
Q:Kuo skiriasi toriuoti, ceriuoti ir lantanuoti volframo elektrodai?
A: Toriato elektroduose yra nuo 1,0% iki 2,5% ThO2 ir jie yra lengviausias lanko paleidimas; sertifikuoti ir itriuoti tipai naudoja 1,5-3,0 % CeO2 arba 2,0–3,0 % Y2O3, o lantanuotiems tipams – 1,0–2,0 % La2O3, visa tai skirta suvirinimo paslaugai.
Q:Kurie ASTM standartai taikomi volframo malūnų gaminiams?
A: ASTM B760 apima volframo plokštes, lakštus ir foliją, o ASTM B777 – volframo{2}}bazinius didelio tankio metalus su nikelio-geležies arba nikelio-vario rišikliais, paprastai nuo 90 % iki 97 % volframo.
Q:Kodėl verta naudoti volframo{0}}renio vielą?
A: Renio pridėjimas nuo 1,0 % iki 26,0 % sumažina plastiškumo -į{-trapus pereinamojo laikotarpio temperatūrą, todėl po perkristalizavimo viela atlaiko apdorojimą ir terminį ciklą, o tai svarbu elektronų pluošto vamzdžių ir mikrobangų įtaisų gijose.
Q:Kas turėtų būti įtraukta į volframo vielos pirkimo specifikaciją?
A: skersmuo ir tolerancija, atsparumas tempimui ir pailgėjimas, tiesumas, legiravimo sistema ir jos analizė bei perkristalizavimo elgsena, nes tik proceso istorija, o ne grynumas lemia aukštą{0}}temperatūros našumą.