Вольфрам, также известный как тугоплавкий металл, был открыт в конце 18 века испанскими химиками братьями д’Элуяр. Однако широкое промышленное применение он получил только в начале 20 века, когда была разработана технология производства вольфрамовой проволоки. Одним из первых и наиболее значимых применений вольфрамовой проволоки стало использование в электрических лампах накаливания. В 1904 году Уильям Д. Кулидж разработал метод производства гибкой вольфрамовой проволоки, что значительно улучшило долговечность и эффективность ламп накаливания. Это открытие стало важным шагом в развитии современной электротехники.
Описание
Вольфрамовая проволока представляет собой тонкие нити, изготовленные из вольфрама — металла с наивысшей температурой плавления среди всех металлов (3422°C). Она отличается высокой прочностью, низким коэффициентом теплового расширения и хорошей электропроводностью. Цвет варьируется от серо-металлического до серебристого. Проволока может быть различной толщины, от микроны до миллиметров, в зависимости от области применения.
Производство и применение
Производство
Производственный процесс включает несколько этапов:
- Получение порошка вольфрама: Производство начинается с получения чистого порошка вольфрама из руды.
- Спекание: Порошок прессуется в плотные заготовки (брикетирование) и подвергается спеканию в водородной печи при высоких температурах.
- Ковка и прокатка: Спеченные заготовки затем многократно прокатываются и ковкуются для достижения необходимой формы и размеров.
- Волочение: Заключительный этап — волочение, при котором заготовки протягиваются через ряд все более мелких отверстий (фильер), пока не будет достигнута требуемая толщина проволоки.
Применение
Вольфрамовая проволока используется в самых разных областях:
- Лампочки накаливания и галогенные лампы: Вольфрамовая нить накала используется благодаря ее способности выдерживать высокие температуры без плавления.
- Электронная техника: Проволока применяется в производстве катодов для электронных трубок и транзисторов.
- Медицинские инструменты: Используются в производстве хирургических инструментов и медицинского оборудования.
- Высокотемпературные печи и оборудование: Благодаря своей устойчивости к высоким температурам используется в печах и другом оборудовании, где требуется работа при экстремально высоких температурах.
- Резистивные элементы и термопары: Вольфрам используется в термопарах для измерения высоких температур.
Технические характеристики
Основные технические характеристики вольфрамовой проволоки включают:
- Температура плавления: 3422°C
- Удельное сопротивление: 5.65 мкОм·см при 20°C
- Коэффициент теплового расширения: 4.5 × 10⁻⁶ /°C
- Теплопроводность: 173 Вт/(м·К) при 27°C
- Ударная вязкость: Высокая устойчивость к механическим повреждениям
Эти характеристики делают вольфрамовую проволоку незаменимой в приложениях, где требуются высокая прочность, устойчивость к коррозии и способность работать при экстремально высоких температурах.
