Вольфрамовая проволока: История, свойства, производство и применение

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

•  Плотность: 19.3 г/см³

• Модуль Юнга: 411 ГПа

• 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.