鎢絲是如何製造的?

鎢絲是由金屬鎢製成的,主要應用於白熾燈,鹵鎢燈等電光源中。

鎢是一種有色金屬,密度為20g/cm³,與黃金非常接近,因此常有人用鎢來偽造黃金。

鎢是世界上最耐高溫的金屬,熔點達3420℃,這也是白熾燈內部使用鎢絲的原因。

金屬鎢圖片

一般在空氣中,細鎢絲通過電流是會高溫氧化產生三氧化鎢(熔點1500℃),導致斷裂。

細鎢絲空氣中通電高溫斷裂

而在燈泡中填充的是氮氣和氬氣的混合物,在不被氧化的情況下,鎢絲可以長時間發光。高溫煆燒的鎢會因表面生成氧化膜厚度的不同而發生不同的顏色變化。

高溫煆燒鎢表面顏色變化

現在的白熾燈壽命一般沒有以前老舊燈泡的使用壽命長,這是由於,老舊燈泡裡的鎢絲結構是簡單螺旋,而現在常用白熾燈的雙螺旋結構鎢絲更細,且部分厚度不均勻。

雙螺旋結構鎢絲

1910年第一顆鎢絲燈泡問世。

1917年發明了高溫下不變形的鎢絲。

目前市場上常用鎢絲有三類,純鎢絲,摻雜鎢絲和各種合金鎢絲。

鎢絲燈泡

純鎢絲根據其性能可分為糊劑擠壓鎢絲,膠體化鎢絲,延性鎢絲等,只有延性鎢絲的性能較好,使用比較多,其它鎢絲由於易脆的性能,使用較少。

摻雜鎢絲是為了改變純鎢絲在高溫下抗垂性能差,發光效率低,而研發的鎢絲,主要是在三氧化鎢中摻雜矽,鋁和鉀,主要用於燈泡和電子管的熱絲。

合金鎢絲主要有鎢錸合金絲,釷鎢錸合金絲,鎢鉬合金絲等,根據各個合金鎢絲材料的性能不同,使用的地方也不同。

細細的鎢絲是怎麼製造出來的?

鎢絲的原材料是仲鎢酸銨,是一種白色的晶體,稍熔于水,在近700度的焙燒爐中40分鐘,產出藍色晶體氧化鎢,顆粒在12~19微米,用於生產鎢粉。

仲鎢酸銨

摻雜藍色氧化鎢是針對對鎢絲有特殊要求的產品而摻雜入鉀、錸等元素,以達到提高鎢絲本身的性能,如抗下垂、增強韌性等。

藍色氧化鎢經過氫氣還原爐還原成鎢粉,常規用於生產鎢絲的鎢粉平均顆粒度在2~5微米。將鎢粉固定稱重放於模具中,用等靜壓機壓制出鎢坯條,將壓制好的鎢坯條放入燒結爐中燒結,燒結後鎢條密度一般為17.7g/cm³。

鎢坯條壓制

鎢條經過旋鍛,變成用於拉絲的圓棒形鎢條,密度在19g/cm³以上,鍛軋鎢條經過拉絲後變成鎢絲。

鎢條旋鍛拉絲成鎢絲

拉絲過程中會加入潤滑劑石墨,鎢絲的規格直徑在20微米~1毫米,鎢絲成卷包裝。

鎢絲生產流程圖

鎢絲除少量用作高溫爐的發熱材料,電子管的熱子和複合材料的加強筋等外,絕大部分用於製作各種白熾燈和鹵鎢燈的燈絲,以及氣體放電燈的電極。

現在又有人將鎢絲燈做成了藝術品,既能照明又增加了藝術氣息,將鎢絲做成各種複雜的形狀,通電後燈泡內的鎢絲發熱,燈泡內的物品猶如煥發了生機。

鎢絲燈藝術品

隨著現在科學技術的進步,鎢絲燈泡已很少使用,但在那段時間內為人類做出了很大的貢獻,以至於在很多場合使用鎢絲燈,增加獨特的復古氣質。

 

 

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