掺杂钨丝的研发历程

直到1909年，美国通用电器公司的库利奇 (w.D.coolidge)通过粉末冶金法制得钨坯条，再利用机械加工生产出在室温下具有延性的钨丝，从而奠定了钨丝加工业的基础，也奠定了粉末冶金的基础。然而这种“延性”钨灯丝在灯泡点燃后表现出明显的脆性。1913年，平奇(Pintseh)发明了钍钨丝(氧化钍的含量为1%~2%)，从而使白炽灯丝的脆性大大降低。起初，灯丝的下垂(见钨丝的杭下垂性能)并不是一个问题，因为此时的灯丝是直丝，但1913年以后，兰米尔(Langmuir)将直丝改为螺旋丝，这样，当灯泡 使用时，高的工作温度和自重的作用使灯丝下垂，因而纯钨和社钨都难以满足使用要求。为了解决钨丝下垂和寿命短等问题，1917年，柏斯(A.Pacz)发明了高温下“不变形”的钨丝。起初，他在制备纯钨时采用耐火塔祸焙烧三氧化钨，无意中发现用这种三氧化钨还原所得钨粉制成的钨丝螺旋，经再结晶后异常神秘地不再下垂。

随后，经过218次反复实验验证，他终于发现在钨酸中添加钾和钠的 硅酸盐，经过还原、压制、烧结、加工等制得的钨丝，再结晶后形成相当粗的晶粒结构，既不软又抗下垂，这是最早的不下垂钨丝。柏斯的发现奠定了不下垂钨丝的生产基础，直到现在美国仍称不下垂钨丝为“218钨丝”，以纪念柏斯的这项重大发现。 不过，最早生产的不下垂钨丝的脆性比牡钨丝严重，以致有些灯泡厂坚持使用牡钨丝作灯丝。但随着不下垂钨丝生产工艺的不断发展和完善，人们逐渐认识到在氧化钨中同时添加钾、硅、铝的化合物，可以使钨灯丝在高温下具有良好的抗下垂性能，同时经再结晶后又具有满意的室温延性。这就是现在人们常说的“AKS钨丝”，即“不下垂钨丝”或“掺杂钨丝”。它具有许多优异的性能，而成为电 光源和电子工业中一种重要的基础材料。 发展简史钨丝工业的发展从一开始就是同照明 灯泡工业紧密联系在一起的。1878年，爱迪生 (T. A. Edison)发明了碳丝灯泡。但这种灯泡存在着严重的缺点，主要是寿命太短。


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