鎢絲是將鎢條鍛打、拉拔后制成的細(xì)絲。主要用于白熾燈、鹵鎢燈等電光源中。用于燈泡中作各種發(fā)光體的鎢絲,還需要在冶制過程中摻入少量的鉀、硅和鋁的氧化物,這種鎢絲稱為摻雜鎢絲(DopedTungstenWire),也稱作218鎢絲或不下垂鎢絲(Non-sagTungstenWire)?,F(xiàn)在的鎢絲一般是各種拉絲模拉制的。主要用途是制造燈絲和高速切削合金鋼,也用于光學(xué)儀器,化學(xué)儀器等方面。
鎢絲的電阻率是5.3*10^-8,鎢的熔點(diǎn)高,電阻率大,強(qiáng)度好,蒸氣壓低,是所有純金屬中制作白熾燈絲的Z佳材料。但鎢的硬度大且脆,很難加工。當(dāng)電流通過鎢絲被加熱到一定溫度,鎢絲的電阻值也就增加到一定值(一般金屬絲的電阻值隨溫度升高而增加)。在常溫下此物電阻應(yīng)為1370℃-2000℃但是當(dāng)鎢絲的橫截面積長度發(fā)生改變時(shí)此電阻值既會變化。1909年,庫利奇發(fā)明了鎢絲的加工工藝,為白熾燈泡的生產(chǎn)和推廣起了決定性的作用,其基本原理一直沿用到今天。
規(guī)格、牌號、特性及用途
WB001 繞制性能好,不下垂,適合于普通白熾燈、雙螺旋或三螺旋熒光燈、節(jié)日燈、支架絲等。
WB150 耐高溫性能好,加工性能優(yōu)良,適用于鹵素?zé)?、又螺旋白熾燈等?/span>
WB584 再結(jié)晶溫度高,高溫抗下垂性能好,適用于耐震燈絲、高色溫?zé)艚z等特種燈。
制作
鎢絲的生產(chǎn)大都用仲鎢酸銨 (APT)作原料。一般的工藝過程是將仲鎢酸銨在 500℃左右的空氣中焙燒成
三氧化鎢,或在450℃左右的氫氣中輕微還原成藍(lán)色氧化鎢。制作白熾燈燈絲的鎢絲需要在三氧化鎢或藍(lán)色氧化鎢中摻入少量的氧化鉀、氧化硅和氧化鋁,三者用量總和不超過1%,這就是巴茲在1922年發(fā)明的鎢絲摻雜工藝。經(jīng)過摻雜處理的鎢的氧化物用氫氣還原成金屬鎢粉。還原過程一般分兩步進(jìn)行:第一步在630℃左右還原成二氧化鎢(棕色氧化鎢),第二步在820℃左右還原成金屬鎢粉。兩步還原的目的是使摻入的鉀充分發(fā)揮作用和控制粉末粒度。
這樣取得的摻雜鎢粉再在一種特制的模子中壓制成細(xì)長的方條。把方條在氫氣中通電,用自電阻加熱(溫度達(dá)3000℃左右)的方法進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)后鎢條的密度可達(dá)到理論值的85%以上。這種鎢條便可以用旋鍛方法加工成直徑為3mm左右的鎢桿,然后進(jìn)一步用模子拉拔的方法加工成各種不同粗細(xì)的鎢絲。例如220V、15W的白熾燈用的鎢絲直徑約為15µm,而 10000W的溴鎢燈用的鎢絲直徑約為1.25mm。更細(xì)的鎢絲如 220V、10W的白熾燈鎢絲直徑約為12µm,則要采用電解腐蝕的方法來制作。
當(dāng)鎢絲的直徑達(dá)到微米級時(shí),用常規(guī)的卡尺很難精確地測定其直徑。因此,國際上通常將直徑在0.2mm以下的鎢絲用其切長為200mm絲段的重量來表示絲的粗細(xì),例如上述15W白熾燈鎢絲的直徑可以用0.679mg/200mm來表示。