電解腐蝕製備超細鎢絲，首先調製電解液後將鎢絲放置電解槽中電解腐蝕，並用去離子水清洗，再依次用乙醚、丙酮清洗，曬乾而得的。在製備的過程中，受到一定因素的影響，以下主要介紹收絲速度。

收絲速度對電解腐蝕製備超細鎢絲的影響

從以上表格數據可以看出，在電解液品質分數、電解液溫度、電解電壓保持不變時，收絲速度對製備直徑為5μm的鎢絲，隨收絲速度越快，鎢絲的腐蝕速度越慢，且收絲速度越慢這種影響越明顯。這是由於收絲速度越慢，電解腐蝕一次的時間就越長，當收絲速度慢到一定程度時電解腐蝕就無法進行，此時，電解還沒有結束，鎢絲就已經斷開，而當收絲速度快到一定程度時，電解腐蝕速度幾乎為零。綜合考慮，為了獲得最佳的腐蝕效果，應將收絲速度設定為5m/min。
 

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鎢是有色金屬，也是重要的戰略金屬，具有高熔點、高密度、高硬度、耐熱耐腐蝕及良好的導電性能等優點，鎢的用途十分廣泛，涉及到機械、建築、化工、軍工、航太等各個工業領域。而鎢用以製備鎢絲在發光源領域的使用尤為突出。市場上銷售的超細鎢絲一般是用拉拔機拉拔生產的，用拉拔工藝生產的超細鎢絲，因受到模孔精度、穿孔操作、拉拔機運轉精度等因素的影響，品質有所偏差。以下介紹電解腐蝕方法製備高質量的超細鎢絲。

電解腐蝕製備超細鎢絲，所需要的材料有：品質分數為99.99%，直徑為12.5-13.0μm的鎢原料，氫氧化鈉、碳酸鈉、氯酸鉀等。製備的過程首先將氫氧化鈉、碳酸哈和氯酸鉀按照一定百分比配製好電解液，置於電解槽中，在恒溫水浴鍋中保溫10min，溫度設置為30℃，電壓為2.4V，接著將經過脫脂、堿洗、中和、水洗後的鎢絲熱風吹幹後放置在電解槽中進行電解腐蝕，腐蝕後的鎢絲立即用去離子水清洗，再依次用乙醚、丙酮清洗，曬乾，即可獲得所需的超細鎢絲。


 

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燈絲，燈泡或電子管內耐高溫的金屬絲，多為細鎢絲，也有用銥或者它們的合金，通電時能直接發光、發熱，或者放射電子、紫外線、形成高能電場或產生高能射線等激發螢光物質、稀有氣體或形成等離子體等，產生各種顏色可見光。在現今燈絲使用的過程中，絕大部分是以鎢絲作為燈絲，其原因在於：

銅的電阻率ρ=0.01851Ω·mm2/m

鎢絲的電阻率ρ=0.0532Ω·mm2/m

從以上數據可以看出鎢絲的電阻率更高，雖然導電性差一點，但是鎢絲比銅絲更耐高溫。燈泡所使用的燈絲，在發光時的溫度高達2000多℃，在這樣的溫度下，一般的金屬都已經融化，銅的熔點僅在1083.4±0.2℃左右，無法滿足燈絲的需求，而鎢的熔點高達3400多℃，不僅滿足燈絲耐高溫，發光的需求，而且穩定性好。可見，相較於銅絲，鎢絲更適合做燈絲。


 

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鎢絲斷裂原因：

1：鎢絲的“昇華”變細。鎢絲作為燈絲，在高溫下“昇華”的原因主要表現在“水迴圈”破壞作用造成了鎢本身的物理性質蒸汽壓所致。燈泡經抽氣後不可能達到絕對真空不買呢有殘留氧氣和水蒸氣吸附在燈絲上的情況下發生反應，水蒸氣在鎢絲上離解為氫和氧，氧和鎢反應所形成易揮發的氧化物，從燈絲上蒸發出來而沉積在燈泡壁內，從鎢絲上擴散出來的H與燈泡壁上的氧化鎢進行還原反應，這些過程的進行其結果使鎢從燈絲遷移到燈泡壁上而水始終保持恒定與鎢絲不斷作用形成“水迴圈”的破壞作用，鎢絲九這樣由於“昇華”的隨機性使鎢絲表面變得粗糙甚至帶有缺口毛刺進一步加強了鎢絲的脆性敏感最後變細的燈絲不能承受機械載荷或震動而斷裂或者在局部處因燈絲變細，電阻相對變大，溫度變高易達到熔點而燒斷。

2：頻繁開關。頻繁開關使鎢絲出現急冷急熱溫度發生反復變化，又由於鎢絲內部晶體呈纖維狀表現出各向異性導致熱應力，當熱應力超過材料高溫下的彈性極限時，將發生局部塑性變形，經過一定的迴圈次數後即可能引起熱疲勞裂紋，有些裂紋聯合起來形成主裂紋，這些區域成了應力敏感詞，若出現應力集中可使裂紋縱深擴展而導致燈絲點熄間斷裂。


 

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眾所周知，在冷加工態金屬鎢中添加一定鎳成分不僅可增強鎢粉坯的燒結性能而且還能降低其再結晶溫度。鎳對鎢粉燒結性能和金屬鎢再結晶溫度的這種影響無疑也表明，鎳在對鎢絲燒結以及再結晶過程也起同樣的作用。鎳在鎢粉燒結拉絲製備成鎢絲的過程中可作為鎢驤轉移的載體，如位於鎢晶界和表面的富鎳相或鎳雜質介面層都為鎢的擴散提供了方便，增大了鎢固有的擴散率。以下通過實驗加以驗證。

實驗最初由一根鍍鎳鎢絲和無根純鎢絲構成的燒結態模擬試樣分別在1673K下退火處理5分鐘和30分鐘從顯微照片上可發現，試驗經5分鐘退火後，全部鎢絲試樣的顯微結構都由原來的纖維狀拉伸結構改變為成完全再結晶狀態的晶粒結構，經30分鐘燒結後發現，鎢晶粒變粗。不僅是鍍鎳鎢絲，而且所有的純鎢絲試樣都會產生再結晶和提高晶粒增長機制。相反，起始位置的再結晶過程卻只局限於鎢絲表面層發生，從而在再結晶區域與再結晶試樣間卻顯示出一種截然不同的同心圓介面，同時使再結晶表面層隨燒結時間增長而提高。但再結晶區域的晶粒卻未發生增大。由此可見，鎢絲中存在鎳可加快冷拉鎢絲大變形晶粒結構的再結晶與晶粒增大過程。


 

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典型的非晶態材料組分為鋯57%、銅15.4%、鎳12.6%、鈮5%、鋁10%。而新型的鎢絲熔滲非晶態合金，是將鎢絲平行於彈芯軸向緊密排列後，用成分為鋯41.2%、鈦13.7%、銅12.5%、鎳10%、鈹22.5%的基本合金進行熔滲，所制得的彈芯直徑為6.35mm，其長度為31mm或51mm。以該工藝所製備的彈芯，鎢的體積分數約為80%，非晶態相約為20%，平均密度約為17g/cm3，熔滲後的彈芯中空隙率很小，一般低於2%。

鎢絲熔滲非晶態合金彈芯的特點有：該複合材料對半無限鋁合金靶板進行實驗，表明鎢絲熔滲非晶態合金彈芯頭部幾乎不形成蘑菇頭，以1200m/s速度對4130鋼進行靶試，其侵徹約比常規鎢合金彈芯提高10%。很明顯侵徹深度的增加與存在金屬玻璃相和該複合材料彈芯的“自銳”行為有關，也可能與金屬玻璃相或微晶態材料中很窄的局部剪切帶引起的動態變形傾向所致，很大程度上提高了彈芯的作用，該工藝是近年來出現的新製備工藝，應組織力量加強該方面的研究工作。


 

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鋼作粘結相鎢絲束彈芯在軍事領域應用十分廣泛。鋼作粘結相鎢絲束彈芯主要是在鎢絲上沉積粘結相金屬後集束燒結，再經鍛造或軋製並裝入燒結管中進行機械複合而成的。鋼作粘結相鎢絲束彈芯製備時具有以下特點：一是複合工藝應使鎢絲的力學性能不降低或者降低不多，以保證複合彈芯具有較高的力學性能和穿甲性能；二是鎢絲束彈芯便於複合材料彈芯能在制式彈藥上應用。以下介紹鋼作粘結相鎢絲束彈芯的製作方法：

該工藝方法是將直徑0.38mm的鎢絲用線速准直儀均勻地平行分佈，把准直儀和增強絲一起放入橡膠包套內，再加入預先混入0.6%的石墨粉和4600鋼粉末。封閉膠套並進行冷等靜壓，壓力約為826MPa。去掉包套和准直儀後將壓制件在氫氣環境中1150℃燒結2h，使坯件的緻密度約為80%-85%，即為成品鋼作粘結相鎢絲束彈芯。該燒結程式後，會使得鎢絲排布發生一定高度而變化，絲與絲之間的距離將減小，但絲的外形尺寸基本沒有變化。


 

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