关于钨丝

其他产品  »

Services Contacts  »

    許多年來，鎢一直是稀有元素之一。直到1847年，當Oxland取得了鎢酸鈉、鎢酸和從錫石中提取鎢（tinstone）的製造專利，該元素的重要性在整個工業界都顯現出來了。 Oxland的第二個專利在1857年提了出來，該專利描述了鐵鎢合金的製造方法，成了現代高速鋼製造的基礎。但金屬本身的應用直到大約50年後才被發現。它的首次使用是被製成鎢絲用於製造白熾燈。從1878年，當Swan在紐卡斯​​爾展示他的八和十六式碳燈後，人們開始了尋找代替碳纖維材料的絲的進程。早期的碳燈功率約為1.0流明每瓦，經過20年的改良限制碳量的方法，功率提高到約2.5流明每瓦。更進一步的改良是在1898年，通過加熱電熱絲使功率到達約3.0流明每瓦。這引起了燈絲孔隙的碳沉積，使它一個明亮的金屬外觀。與此同時，A. Von Welsbach第一次成功地生產出鋨金屬絲；也曾嘗試使用鉑，但相對而言它的金屬熔點比較低，只有1774° C，從而限制了它進一步發展。鋨絲燈的功率約6.0流明每瓦。但由於鋨是最稀有的鉑係金屬，不可能被廣泛的使用。繼西門子和哈爾斯克博爾頓之後，有著2996° C金屬熔點的鉭，在1903到1911年間更廣泛地被運用在拉製絲。鉭絲的功率約7.0流明每瓦。鎢絲的使用開始於1904年，到1911年才被獨立地使用。近代的鎢絲被廣泛地用於照明，作為拉製絲，其功率約12流明每瓦，高功率的燈甚至可以達到22流明每瓦。調製解調器熒光燈，採用的是鎢陰極，其功率高達50流明每瓦。

    1904年，西門子公司嘗試用拉製鉭絲的工藝去生產更多的難容金屬絲，如鎢、釷等等。鎢的易碎性和缺乏韌性限制了他們通過這種方法獲得成功，儘管在之後的1913到1914年間，鎢在極高溫下也可以被軋製和拉製出來。通過在石墨坩堝裡放置一電弧在鎢棒和不完全燒結的鎢粒之間，在氫氣環境下使裡面塗上一層金屬鎢粉，少數量的直徑10mm長度20~30mm的鎢棒被生產出來，這是非常困難的。結果發現，通過添加氧化釷，減少柱形結構在大規模融合過程中冷卻的趨勢，在一定程度上改善了其性能。但這一工藝並沒有被應用在工業上。同年Just和Hannaman發明了生產鎢絲的方法，該方法是混合細小的被分離的粉末與有機粘結劑，再通過模具擠壓，並在合適的氣體環境中加熱除去粘結劑，從而產出純鎢絲。在1906~1907年，著名的擠壓工藝，也就是在四五年後用於生產鎢絲的主要的方法，逐步發展起來。

    許多用於生產鎢絲的工序在接下來的幾年也逐步出現，但所有方法獲得的鎢絲都具有相同的特性，那就是韌性且易脆。其中更重要的可能是1904年首先開發的提到Kuzel膠體的方法。這種方法通過擊打水下的鎢電極之間的電弧而獲得大量膠狀的金屬鎢。該材料不含可束縛的介質，但自身俱有足夠的塑性可被擠壓成好的細絲。通過電流的方法在氫氣環境下加熱至高溫，大量膠質就變成晶體金屬。這樣的鎢絲在各方面都類似於普通擠壓生產生產出來的產品。這種方法在歐洲大陸被廣泛地應用，也在一定程度在美國被使用。

    1906年，另一種成功地在美國發展的工藝是混汞法。精細地分離鎢粉是機械地混合其兩倍重量的鎘汞混合物，從而通過擠壓形成細絲。這樣的細絲是非常結實和具有韌性的。隨後在高溫下，汞合金被揮發掉，純鎢絲由此而獲得。這種工藝獲得了相當大的成功，並在1908年和1910年被西門子和哈爾斯克公司所使用的方法就是混合鎢金屬粉末和6~10%的鎳（以氧化鎳的形式），壓製成型後在1575° C的氫氣環境中燒結。鑄塊首先在350° C的環境下被拉成直徑1毫米的棒。接下來，在1500-1600° C進行退火冷拔，形成直徑0.03mm的絲。由此製成的絲相當有韌性的。當在真空中加熱成品鎢絲至1500° C時，鎳就被去除了。這一工藝流程的完整記錄已經由M. Pirani提供。另外一些方法也同樣正在發展，例如從裝有大量鎢粉的鉭管中取出鎢絲。但是，直到1909年，美國的柯立芝才成功地通過適當的熱處理和機械加工的方法從金屬粉末中獲得有韌性的鎢絲。

    所有以前的工藝，不管是有機的還是金屬的聯合劑，都會提供必要的可塑性，並用化學或熱處理的方法所去除。燈絲會導致純鎢分解顯示出來，並且完全變脆了。即使是這些脆絲，也能在相對低的溫度下在一定程度上被彎曲和處理，甚至被氧化。解決鎢的韌性的問題就是在鎢材料中添加其他成分，儘管可能普遍認為要獲得有韌性的產品，材料的純淨是必不可少的條件。但由於鎢自身的晶體結構，鎢材料與普遍認為的情況是相反的。在足夠高的溫度下，金屬在機械作用下韌性會提高，最終使其能在常溫下被軋製或拉製成絲。

   雖然只有少部分鎢礦最終被做成燈鎢絲和類似的產品，鎢在科學上和技術上所承擔的最重要的意義就是其研究成果向實際應用的轉換。所獲得的知識在粉末冶金新的領域，尤其是在硬質合金的製造上具有不可估量的價值。