История вольфрамовой проволоки

вольфрамПроволока представляет собой нить, изготовленную путем ковки и волочения вольфрамовых стержней. Благодаря своим превосходным свойствам вольфрамовая проволока находит широкое применение. Например, вольфрамовые нити используются в источниках электрического света, таких как лампы накаливания и галогенные лампы. В этой статье мы рассмотрим историю вольфрамовой проволоки.

Развитие промышленности по производству вольфрамовых нитей с самого начала было тесно связано с производством лампочек.

В 1878 году Эдисон изобрел лампочку накаливания с углеродной нитью. Но у лампочек такого типа есть серьезные недостатки, главным образом, небольшой срок службы. Эдисон экспериментировал с углеродной проволокой в ​​1879 году и использовал ее сотни часов. Хотя «углерод» имеет высокую температуру плавления (3550 градусов), температура его «сублимации» очень низкая. Он сублимируется непосредственно из твердого состояния в газообразное при низких температурах, поэтому легко расходуется, имеет небольшой срок службы и должен быть полностью изолирован от воздуха (на воздухе горит).

Почти 20 лет спустя (1897 г.) углеродистая проволока была заменена осмиевой и танталовой проволокой, но из-за более низких температур плавления Os и Ta рабочая температура и светоотдача были ниже.

В 1903 г. по патенту А.Юста и Ф.Ханнамана в Венгрии была произведена первая вольфрамовая проволока. В 1904 году А. Джаст и Ф. Ханнаман использовали безуглеродное связующее, смешанное с соединением вольфрама, экструдированное в нити, а затем нагретое в водороде для восстановления их до металла. Вольфрамовая проволока, изготовленная этим методом, очень хрупкая, но поскольку ее светоотдача намного выше, она заменила углеродистую, осмиевую и танталовую проволоку при изготовлении лампочек.

Ни один из вышеперечисленных методов не позволяет получить тонкую вольфрамовую проволоку. Для решения этой проблемы в 1907 году был изобретен вольфрамовый сплав с низким содержанием никеля. Его получают путем механической обработки, но сильная хрупкость затрудняет его применение.

В 1913 году Пинч изобрел торированную вольфрамовую нить (содержание ThO2: от 1% до 2%), которая значительно снизила хрупкость нитей ламп накаливания. Первоначально провисание нити не является проблемой, поскольку в этом месте нить прямая. Но после 1913 года Ленгмюр заменил прямую проволоку спиральной. Таким образом, когда лампа используется, высокая рабочая температура и собственный вес приводят к провисанию нити накала, и чистому вольфраму и торированному вольфраму трудно соответствовать требованиям использования.

Чтобы решить проблемы провисания и недолговечности вольфрамовой проволоки, в 1917 году А. Пач изобрел вольфрамовую проволоку, «не деформирующуюся» при высоких температурах. Но самые ранние непровисающие вольфрамовые нити были более хрупкими, чем торированные вольфрамовые нити, поэтому некоторые производители лампочек настаивали на использовании торированных вольфрамовых нитей.

Однако с постоянным развитием и усовершенствованием процесса производства непровисающей вольфрамовой проволоки люди постепенно поняли, что одновременное добавление соединений K, Si и Al к оксиду вольфрама может сделать вольфрамовую проволоку хорошей стойкостью к провисанию при высоких температурах. Это то, что в народе часто называют «вольфрамовой проволокой АКС», что означает «непровисающая вольфрамовая проволока» или «легированная вольфрамовая проволока».