Volframam ir visaugstākā kušanas temperatūra no jebkura metāla, ko izmanto komerciāli, 3410 grādi pēc Celsija, un šī vienīgā īpašība izskaidro lielāko daļu tā rūpniecisko pielietojumu. Tam ir arī augstākais ugunsizturīgo metālu blīvums (apmēram 19,25 grami uz kubikcentimetru), zemākais tvaika spiediens un termiskās izplešanās koeficients aptuveni 4,5 x 10^-6 uz kelvinu, kas ir tuvu lampu apvalkos izmantoto borsilikāta stiklu blīvumam. Šīs īpašības kopā padarīja volframu par materiālu, kas kvēlspuldzi no ziņkārības pārvērta par praktisku izstrādājumu, un tās joprojām ir pamatā tās izmantošanai lampu kvēldiegos, metināšanas elektrodos, iztvaikošanas avotos un augstas temperatūras krāsns aparatūrā.
Vadu veidi un piedevu sistēmas
Volframa stieples tiek piegādātas vairākās ģimenēs, kas atšķiras ar piedevām, kas kontrolē graudu struktūru un emisijas uzvedību. Dopantu sistēmas nav dekoratīvas; tie nosaka, vai kvēldiegs nokrīt, vai elektrods droši izsit loku un cik ilgi daļa iztur temperatūrā.
| Vada veids | Papildinājums | Tipisks pielietojums |
|---|---|---|
| Tīra volframa stieple | Nav | Sildelementi, iztvaikošanas spoles, izlādes elektrodi, svina vadi, āķi un sānu stieņi |
| Leģēta volframa stieple | 0,2-0,4% SiO2 ar 0,3-0,4% K2O; 0,02-0,05% Al2O3 | Kvēldiegs un atbalsta vads kvēlspuldzēm un tinuma{0}}spolu lampām, katoda lampām, iztvaikošanas sildītājiem |
| Leģēta torija volframa stieple | 0,2-0,4% SiO2, 0,3-0,55% K2O un 0,2-0,5% ThO2 | Karstie vadi elektronu caurulēm, metināšanas elektrodi |
| Thoriated volframa stieple | 1,0%, 1,5% vai 2,0-2,5% ThO2 | Katoda lampas, augstas intensitātes izlādes elektrodi, emisijas kontroles karstie vadi, āķi un atsperes |
| Ceriated un itriated volframa stieple | 1,5-3,0% CeO2; 2,0-3,0% Y2O3 | Impulsa caurules sildīšanas vads, -neizlietojami metināšanas elektrodi, gāzizlādes lampu elektrodi |
| Lantanated volframa stieple | 1,0-2,0% La2O3 | Neizlietojami{0}}metināšanas elektrodi |
| Volframa{0}}molibdēna stieple | W-20Mo | Atbalsta āķi, lampu izvadi, vakuuma ierīču sildītāji |
| Volframa{0}}rēnija stieple | 1,0-26,0% Re | Lampu kvēldiegi, mikroviļņu ierīču kvēldiegi, elektronu staru cauruļu pavedieni |
Kāpēc dopings maina sniegumu
Kālija un alumīnija piedevas leģētajā volframa stieplē nepaliek kā vienkārši oksīdi. Saķepināšanas un vilkšanas laikā tie veido iegarenus burbuļus, kas nostiprina graudu robežas gar stieples asi, veidojot savstarpēji bloķējošu graudu struktūru, kas pazīstama kā ne-sagstošs volframs. Tīrs volframa pavediens augstā temperatūrā pārkristalizējas līdzsvarotos graudos, pēc tam nolaižas zem sava svara un sabojājas. Leģētā struktūra ir izturīga pret šļūdei, tāpēc spuldžu kvēldiegi ir izgatavoti no leģēta, nevis tīra volframa, un tāpēc pirkuma pasūtījumā ir norādīta dopinga specifikācija. Torija oksīda piedevas darbojas atšķirīgi: tās samazina virsmas darba funkciju, tāpēc stieple vieglāk izstaro elektronus un rada loku pie zemāka sprieguma, tāpēc elektronu caurulēs un volframa inertās gāzes metināšanas elektrodos dominē torija volframs.
Standarti un produktu veidlapas
Volframs ir norādīts pēc produkta formas, nevis pēc viena materiāla standarta. ASTM B760 attiecas uz volframa plāksnēm, loksnēm un foliju, nosakot izmērus, pielaides un mehāniskās prasības frēzēšanas izstrādājumiem. ASTM B777 attiecas uz volframa-bāzes augsta blīvuma metāliem, divu-fāžu materiāliem, kas apvieno volframu ar niķeļa-dzelzi vai niķeļa-vara saistvielām, parasti no 90% līdz 97% volframa; tos izmanto vietās, kur ir jāapvieno augsts blīvums un apstrādājamība, piemēram, aizsardzībai pret starojumu, pretsvariem un kinētiskiem lietojumiem. Stieplēm pircēji kopā ar dopantu sistēmu norāda diametru, pielaidi, stiepes izturību un taisnumu, jo divi vadi ar vienādu diametru, bet atšķirīgu piedevu ir dažādi izstrādājumi. Rēniju{12}}nesošie sakausējumi ir norādīti gadījumos, kad elastībai pēc pārkristalizācijas ir nozīme, jo rēnijs ievērojami samazina kaļamā -līdz-trausluma pārejas temperatūru.
Lietojumprogrammas ārpus pavedieniem
Mūsdienu apgaismojums joprojām patērē volframa stiepli, bet lielākais apjoms tagad tiek izmantots rūpnieciskajai aparatūrai. Volframs tiek izmantots iztvaikošanas spolēm un laivām vakuummetalizācijā, sildelementiem un starojuma vairogiem augstas temperatūras krāsnīs, kur metāla elementam jāiztur virs 2000 grādiem pēc Celsija, gāzizlādes spuldžu elektrodiem un nelietojamiem loka metināšanas elektrodiem. Vara-volframa un sudraba-volframa kompozītmateriāli, kas ražoti infiltrācijas, nevis kausēšanas rezultātā, kalpo kā elektriskie kontakti un pretestības metināšanas elektrodi, jo tie apvieno volframa loka erozijas izturību ar vadošu metāla matricu. Hroma -volframa un citi volframa tēraudi joprojām ir mazāka, bet stabila noieta vieta dzelzs sakausējumu piegādes ķēdē.
Iepirkuma piezīmes
Trīs parametri nosaka, vai volframa stieples pasūtījums darbosies, kā paredzēts. Diametra pielaide nosaka, vai kvēldiegs atbilst spoles instrumentam. Stiepes izturība un pagarinājums norādītajā diametrā paredz apstrādes pārrāvumus tīšanas un montāžas laikā. Piesārņojuma saturs un izplatīšana nosaka izturēšanos augstā temperatūrā{3}}. Tā kā leģētā burbuļa struktūra ir atkarīga no termomehāniskās apstrādes vēstures, volframa stieples iegūšanai no viena un tā paša procesa maršruta vienmēr ir lielāka nozīme nekā lielākajai daļai ugunsizturīgo metālu izstrādājumu. Pircējiem ir jāpieprasa piedevas analīze un pārkristalizācijas uzvedība sertifikātā, nevis jāpiekrīt specifikācijai, kurā norādīta tikai tīrība un diametrs.
Bieži uzdotie jautājumi
Q:Kāpēc volframu izmanto lampu pavedieniem?
A: Tam ir augstākais jebkura komerciālā metāla kušanas punkts 3410 grādos pēc Celsija, zemākais tvaika spiediens un termiskās izplešanās koeficients aptuveni 4,5 x 10^-6 uz kelvinu, kas atbilst borsilikāta stikla aploksnēm.
Q:Kas ir ne{0}}volframa stieple?
A: Leģēta volframa stieple, kas satur 0,2-0,4% SiO2 ar 0,3–0,4% K2O un nelielām Al2O3 piedevām. Piemaisījumi veido iegarenus burbuļus, kas piesprauž graudu robežas, radot pret šļūdei izturīgu savstarpēji bloķējošu graudu struktūru, nevis nokarenu, līdzsvarotu.
Q:Kāda ir atšķirība starp torija, ceriated un lantanated volframa elektrodiem?
A: torija elektrodi satur 1,0% līdz 2,5% ThO2 un nodrošina vienkāršāko loka palaišanu; serētajiem un itriju tipiem izmanto 1,5-3,0% CeO2 vai 2,0–3,0% Y2O3, bet lantanētajiem veidiem izmanto 1,0–2,0% La2O3, un tas viss ir paredzēts nelietojamiem metināšanas pakalpojumiem.
Q:Kuri ASTM standarti attiecas uz volframa dzirnavu izstrādājumiem?
A: ASTM B760 attiecas uz volframa plāksnēm, loksnēm un foliju, un ASTM B777 aptver volframa{2}}augsta blīvuma metālus ar niķeļa-dzelzs vai niķeļa-vara saistvielām, parasti no 90% līdz 97% volframa.
Q:Kāpēc izmantot volframa{0}}rēnija stiepli?
A. Rēnija pievienošana par 1,0% līdz 26,0% pazemina kaļamā -uz{-trausluma pārejas temperatūru, tāpēc vads pēc pārkristalizācijas iztur apstrādi un termisko ciklu, kas ir svarīgi elektronu staru kūļa caurulēm un mikroviļņu ierīces pavedieniem.
Q:Kas jāiekļauj volframa stieples iegādes specifikācijā?
A: Diametrs un pielaide, stiepes izturība un pagarinājums, taisnums, piedevu sistēma un tās analīze, kā arī pārkristalizācijas izturēšanās, jo procesa vēsture, nevis tīrība pati par sevi nosaka augstu{0}}temperatūras veiktspēju.