摻雜鎢絲的研發歷程
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- 分類:鎢的知識
- 發佈於:2013-10-08, 週二 14:32
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直到1909年,美國通用電器公司的庫利奇 (w.D.coolidge)通過粉末冶金法制得鎢坯條,再利用機械加工生產出在室溫下具有延性的鎢絲,從而奠定了鎢絲加工業的基礎,也奠定了粉末冶金的基礎。然而這種“延性”鎢燈絲在燈泡點燃後表現出明顯的脆性。1913年,平奇(Pintseh)發明了釷鎢絲(氧化釷的含量為1%~2%),從而使白熾燈絲的脆性大大降低。起初,燈絲的下垂(見鎢絲的杭下垂性能)並不是一個問題,因為此時的燈絲是直絲,但1913年以後,蘭米爾(Langmuir)將直絲改為螺旋絲,這樣,當燈泡 使用時,高的工作溫度和自重的作用使燈絲下垂,因而純鎢和社鎢都難以滿足使用要求。為了解決鎢絲下垂和壽命短等問題,1917年,柏斯(A.Pacz)發明了高溫下“不變形”的鎢絲。起初,他在製備純鎢時採用耐火塔禍焙燒三氧化鎢,無意中發現用這種三氧化鎢還原所得鎢粉製成的鎢絲螺旋,經再結晶後異常神秘地不再下垂。
隨後,經過218次反復實驗驗證,他終於發現在鎢酸中添加鉀和鈉的 矽酸鹽,經過還原、壓制、燒結、加工等制得的鎢絲,再結晶後形成相當粗的晶粒結構,既不軟又抗下垂,這是最早的不下垂鎢絲。柏斯的發現奠定了不下垂鎢絲的生產基礎,直到現在美國仍稱不下垂鎢絲為“218鎢絲”,以紀念柏斯的這項重大發現。 不過,最早生產的不下垂鎢絲的脆性比牡鎢絲嚴重,以致有些燈泡廠堅持使用牡鎢絲作燈絲。但隨著不下垂鎢絲生產工藝的不斷發展和完善,人們逐漸認識到在氧化鎢中同時添加鉀、矽、鋁的化合物,可以使鎢燈絲在高溫下具有良好的抗下垂性能,同時經再結晶後又具有滿意的室溫延性。這就是現在人們常說的“AKS鎢絲”,即“不下垂鎢絲”或“摻雜鎢絲”。它具有許多優異的性能,而成為電 光源和電子工業中一種重要的基礎材料。 發展簡史鎢絲工業的發展從一開始就是同照明 燈泡工業緊密聯繫在一起的。1878年,愛迪生 (T. A. Edison)發明了碳絲燈泡。但這種燈泡存在著嚴重的缺點,主要是壽命太短。
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