稀土的军事用途

为什么“爱国者”导弹能比较轻易地击落“飞毛腿”?为什么尽管美制M1和苏制T-72坦克的主炮直射距离差距并不大,但前者却总是能更早开火,而且打得更准?为什么F-22战斗机可以超音速巡航?……

这些“为什么”勾勒出当今军事科技的巨大进步,也同时勾勒出了近20年世界的动荡与冲突。针对每一个“为什么”,都有其具体而明确的答案。不过,从材料科学的角度,“稀土”能够一次性解决上述所有问题。

稀土的开发应用近几十年来为军事科技提供了推力强劲的引擎。

海湾战争中那些匪夷所思的军事奇迹,美军在冷战后局部战争中所表现出的对战争进程的非对称性控制能力,从一定意义上说,正是稀土成就了这一切。

正因如此,稀土的开发利用也孕育了巨大的危险。一方面,越来越多的国家、军事势力为了获得对对 手的非对称性控制能力,而参与稀土争夺与研发,孕育了军备竞赛的风险;另一方面,获得这种能力的国家更倾向于以威胁或战争解决争端。对此,中国作为稀土储 量世界第一的大国,有必要从源头上为这种军备竞赛降温,严格限制稀土开采,立刻禁止稀土出口。

事实上,中国政府对稀土开发不可谓不重视。早在上世纪50年代,周恩来总理就把稀土开发列入中 国第一个科技发展规划。1975年,中国便成立了稀土领导小组,即便国务院机构几多调整,但专门的稀土行业管理机构却一直得以保留。1991年,稀土被列 入国家保护矿种。从稀土保护的政策面来看,专门的机构,稳定的行业政策,国家一以贯之的总体控制,即便中国石油也没有这样的待遇。但是,稀土产业几十年发 展的成果,基本上还停留在低水平卖资源的水平。

对于稀土生产的现状,国土资源部从1999年以来进行过无数次的清理工作,针对的问题包括滥挖 滥采、产能过剩、秩序混乱,采取的措施包括总量控制、炸毁非法矿井、没收生产设备、司法介入、许可证、与基层政府签订责任状、与矿山签订合同 书……2005年,商务部开始用税收控制稀土出口。这些措施力度之强,持续时间之长,几乎达到了管理部门的权力极限。

然而乱象依旧。有人曾总结中国稀土有七大难解之谜:1.以产业政策为导向的宏观调控始终难以奏 效;2.调整产业结构和控制生产总量的政策一败再败;3.可持续发展开采无法实行;4.以统一规划为方针的加强管理措施难以实施;5.通过技术创新促进产 业升级的愿望永远只是愿望;6.依靠联合重组实现行业自律的对策无从下手;7.强化推广应用从而提高产品附加值的目标至今达不到。

就在这样的乱象之中,中国稀土可开采储量从十多年前的占世界80%,降到了如今的52%。若继续现有的生产经营模式,也许20到50年后,中国就将变成稀土小国。如果有一天,中国认识到稀土的价值,而希望从世界购买,那么等待中国的就将是天价。

稀土

令武器更冷血

稀土是关系到世界和平与国家安全的战略性金属。为什么“爱国者”导弹能比较轻易击毁“飞毛腿”导弹?这得益于前者精确制导系统的出色工作。其制导系统中使用了大约4公斤的钐钴磁体和钕铁硼磁体用于电子束聚焦,钐、钕是稀土元素。

为什么M1坦克能做到先敌发现?因为该坦克所装备掺钕钇铝石榴石激光测距机,在晴朗的白天可以达到近4000米的观瞄距离,而T-72的激光测距机能看到2000米就算不错。而在夜间,加入稀土元素镧的夜视仪又成为伊拉克军队的梦魇。

至于F-22超音速巡航的功能,则拜其强大的发动机以及轻而坚固的机身所赐,它们都大量使用稀 土科技造就的特种材料。比如F119发动机叶片以及燃烧室使用了阻燃钛合金,这种钛合金的制造据说是使用了铼;而F-22的机身就更加是用稀土强化的镁钛 合金武装。否则,超音速巡航中,F119强大的动力足以摧毁它自己。

上述种种还只是窥豹一斑。事实上,凡称得上高技术的兵器几乎无一没有稀土的身影;更致命的是, 稀土往往集中在使这些武器化腐朽为神奇的最关键部位。比如 “爱国者”除了制导系统,弹体控制翼面等关键部位也是用稀土合金;一些先进坦克的装甲用稀土材料后,防弹性能更好;还有美国那些掌控战场形势的“千里 眼”、“顺风耳”中用稀土科技造就的大功率行波管,这使得其工作更可靠,抗干扰性更强……

简单说,相比传统兵器,高技术兵器的优点在于其更方便、更灵敏、更准确、更容易操纵。这些提起来容易,但却集中体现了当今材料科学、电子科学以及工程制造的诸多最高成就。而这些成就的获得,往往是源于稀土的某些特殊功能的发现和应用。

稀土有工业“维生素”之称,由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品 种繁多的新型材料,其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性 能。而且,稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事,必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说,美军在冷战后几次 局部战争中压倒性控制,以及能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮,正缘于稀土科技领域的超人一等。


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国外主要稀土资源开发与利用现状

近几年来,随着我国稀土资源的开采和消耗,我国的稀土储量占世界稀土储量的百分比已经下降到 30%左右,而国外发现的稀土矿产却越来越占有重要位置。国外主要的稀土矿山有美国的芒廷帕司稀土矿和贝诺杰稀土矿、加拿大的托尔湖和霍益达斯湖稀土矿、 澳大利亚的韦尔德山稀土矿和诺兰稀土矿等。

稀土最早的应用局限于汽灯纱罩、打火石、电弧碳棒、玻璃着色等;随着科学技术的进步,稀土新材料的不断研发,稀土金属的应用领域不断拓展,目前稀土已广泛应用于电子信息、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环保、农业和国防军工等多个领域,其战略地位日益凸显。

根据美国联邦地质调查局的公开资料,截至2008年底,世界稀土金属储量8800万吨(以稀土 氧化物·REO计,下同),其中,中国2700万吨,独联体国家1900万吨,美国1300万吨,澳大利亚520万吨,印度110万吨,其它国家合计 2200万吨;国外主要的稀土矿山有美国的芒廷帕司稀土矿和贝诺杰稀土矿、加拿大的托尔湖和霍益达斯湖稀土矿、澳大利亚的韦尔德山稀土矿和诺兰稀土矿等, 各公司的总体概况见下表。

 美国芒廷帕司稀土矿床

芒廷帕司(Mountain Pass)稀土矿位于美国加利福尼亚州西南莫哈韦沙漠边缘,1949年两名找矿人将当地矿石当作铀矿样品送往美国地质调查局检测时偶然发现,随后开展大规 模的地质调查和勘探,逐渐探明这一世界级的轻稀土矿床。该稀土矿床赋存在碳酸岩侵入杂岩中,矿石主要由碳酸盐矿物(方解石,白云石、磷铁矿、铁白云石)、 硫酸盐矿物(重晶石、天青石)、氟碳铈矿和硅酸盐矿物(石英)组成,含稀上矿物主要为氟碳铈矿。矿山目前保有矿石储量5000万吨,稀土氧化物平均品位8 %~9%,含稀土氧化物430万吨。

芒廷帕司稀土矿于1952年矿山投产,在20世纪60~80年代中期,该矿山是世界稀土市场的 主要供应商,1990年其稀土产品占当时全球市场的40%,后来随着中国稀土矿山大量开发而逐渐减少供应,至2002年完成最后一次采矿活动后停止开采, 但一直销售库存的氟碳铈精矿和轻稀土氧化物。矿山还建有配套的稀土选矿和分离工厂,年生产能力为20000吨稀土氧化物。分离厂于1998年由于废水处理 设施不达标而停产,但2007年第四季度稀土分离厂又已经重启,并计划在2009年重启选矿厂,处理封存的氟碳铈矿精矿。

芒廷帕司矿山曾几易其主,目前矿山的拥有者为莫里珂普矿物公司。

美国贝诺杰稀土矿床

贝诺杰(Bear Lodge)稀土矿山位于美国怀俄明州东北部西北走向的贝诺杰山的中北段。贝诺杰山位于近南北向的东落基山脉碱性火山岩带上,是美国重要的黄金产区,在 20世纪初期曾被当作金矿勘查的潜力区域。该区稀土矿床于1949年发现,随后美国地质调查局于1953年报道了这一发现。1972年,第瓦尔公司 (Duval)开始在贝诺杰地区开展勘查活动,勘探目标是斑岩型铜钼矿床,但在后期却发现了具有经济价值的稀土矿床。1987~1991年,赫克拉矿业公 司(Hecla)在该区的勘探工作圈定了430万吨的稀上资源量,稀上平均品位3.79%(不符合N143-101标准)。2003年,稀有元素资源公司 (Rare Elements ResourcesLtd.)通过旗下子公司获得该区100%矿权权益,并在2004~2008年间开展了针对该区稀土矿床的勘探和选冶研究,2009年 4月公布了符合N143~101标准的储量技术报告。综合该区稀土矿的勘探数据,采用1.5%REO为边界品位,目前在该区圈定推断资源量980万吨,其 中氧化带矿石量456万吨,过渡带和非氧化带矿石量526万吨,稀土氧化物平均品位4.1%,折合稀土金属量36.3万吨。

贝诺杰稀土矿体赋存在碳酸岩细脉群或碳酸岩岩墙中,地表氧化带厚约90~180米,主要由风化 的含铁锰氧化物和稀土氧化物的岩体组成,向下为原生的含稀土碳酸岩体,稀土元素主要赋存在磷锶铬矿、氟碳铈矿和氟磷钙铈矿等矿物中。稀土配分以轻稀上为 主,其中镧、铈、镨、钕和钐五种稀土元素氧化物占稀土总量的98%左右。与其它稀土矿床有所区别的是,由于含稀土的碳酸岩脉产在多阶段演化的碱性杂岩体 中,因此贝诺杰地区的稀土矿床的周围赋存有一定规模的、具经济意义的、与碱性岩有关的金矿化。目前,稀有元素资源公司正在针对不同类型的矿石开展选冶试 验。

加拿大托尔湖稀土矿床

托尔湖(Thor Lake)稀土矿床位于加拿大的西北领地州麦肯锡矿区,在大斯勒乌湖东岸5公里,距西北领地州首府耶洛奈夫城100公里。最初,加拿大地质调查局在 1937~1938年曾在该区开展地质填图工作。1976年,海伍德资源公司(Highwood Resources Ltd.)在该区开展铀矿勘查时,发现了大规模的稀有金属和稀土矿化现象,其后断断续续有一些矿业公司开展勘探活动。2005年,阿瓦隆稀有金属公司 (Avalon Rare Elements Inc.)获得托儿湖稀土项目100%权益,在对以前的钻探样品重新取样分析的同时,2007—2008年开展了新一轮的勘探活动,并开展了小规模的冶金 试验。

目前,在托尔湖稀土项目42平方公里的面积内已经圈定6个稀有—稀土金属矿区,分别富集稀土、 钇、钽、铌和锆等金属。其中,勘探程度较高的矿区有两个:Lake区和T区。稀土—稀有金属矿体赋存在碱性正长岩和花岗岩的次生蚀变带内,矿石矿物有褐钇 铌矿、锆石、褐帘石、独居石和氟碳铈矿等。2008年,阿瓦隆稀有金属公司委托Wardrop工程咨询公司对Lake区的勘探资料进行总结并编制符合 N143-101标准的资源量评估报告。2009年3月发布估算报告,以1.6%REO为边界品位,Lake区拥有控制+推断级别资源量6521万吨,稀 土氧化物平均品位2.05%,折合稀土金属量133万吨,其中重稀土氧化物占全部稀土氧化物的15%左右。

阿瓦隆稀有金属公司目前已获得托尔湖项目的环境影响评价批准,并委托有关咨询公司开展项目环境影响评价,预计在2009~2010年完成预可行性研究。

加拿大霍益达斯湖稀土矿床

霍益达斯(Hoidas Lake)稀土矿床位于加拿大萨斯喀彻温省北部铀城以北50公里。上世纪50年代,该区曾当作铀矿勘探,直到1999年,才在该区发现稀土矿床。目前,加 拿大大西矿物公司(Great Western Minerals Group Ltd.)拥有该区100%权益。截至2008年上半年,大西矿物公司已经施工了大约15000米钻探,揭露矿体长超过1000米,倾向延深350米以 上,厚3~12米,矿体两端和深部延伸都未封闭。稀土金属主要赋存在磷灰石、褐帘石等矿物中。2007年,大西矿物公司委托Wardrop工程咨询公司对 霍益达斯稀土项目开展预可行性研究。截至2007年底的钻孔数据,以1.5% REO为边界品位,该项目已获得探明十控制级别资源量115万吨,平均品位2.36% REO,推断级别资源量37万吨,平均品位2.15% REO,共含稀土氧化物金属量3.5万吨(符合N143~101标准)。

大西矿物公司计划在2009年完成可行性研究和环境影响评价报告,2010~2011年开始工 程设计和进行建设,2012年投产,设计日处理矿石能力500吨,矿山寿命20年。与其它原料矿业公司不同的是,大西矿物公司采用经营矿山产品到稀土终端 产品的商业运营模式,在英国和美国设有稀土产品加工厂,生产镍氢电池用的合金粉和钐钻磁性体。

澳大利亚韦尔德山稀土矿床

韦尔德山(Mt Weld)稀上矿床位于澳大利亚西澳大利亚州拉沃顿镇南35公里。该区稀土矿体在风化的圆形碳酸岩体内,稀土矿物主要为假象独居石,同时伴生钽、铌等稀有 金属。韦尔德山圆形碳酸岩构造于1966年开展航空磁测时被发现,随后有多家矿业公司在该区开展不同规模的勘探活动,目标矿种有磷、稀上、钽、铌和铀等。 2000年,澳大利亚莱纳公司(Lynas Corporation)获得韦尔德山矿权权益,并于2002~2008年对韦尔德山的稀土和稀有金属开展了补充勘探、资源评价和矿石选冶试验。根据莱纳 公司网站公布的数据,以4% REO为边界品位,韦尔德山中央稀土区共圈定探明+控制级别的资源量620万吨,推断级别资源量150万吨,稀土氧化物平均品位11.9%,折合稀土金属 量92万吨。

2008年,莱纳公司委托澳大利亚矿山设计和开发公司对韦尔德山中央稀土区进行露天采矿设计和 优化,并于2008年6月开展了第一阶段采矿活动,共采出矿石77万吨,平均品位15.4% REO。莱纳公司计划在韦尔德山矿山建设选矿厂,选出40% REO的精矿运往设在马来西亚关丹市的稀上分离厂冶炼。稀土分离厂一期设计规模为年产稀土氧化物10500吨,二期扩建至21000吨/年。但由于金融危 机,造成莱纳公司融资失败,目前选矿厂和分离厂项目建设都已搁置。

澳大利亚诺兰稀土矿床

诺兰(Nolans)稀土矿床位于澳大利亚北领地州艾丽思斯普瑞斯城北130公里。该矿床不仅 含稀土矿,还伴生磷和铀。矿体产在变质的花岗岩体中,平面上呈扁平状,倾向北北西,倾角65—90度,厚75米。矿石矿物主要为富钍独居石和含氟的磷灰 石。该矿床为澳大利亚上市公司阿拉弗拉资源有限公司(Arafura ResourceLtd.)所有。根据公司2008年经营报告披露的数据,该矿床拥有探明十控制十推断三级资源量30300万吨,REO平均品位 2.8%、P2O5平均品位12.9%、U308平均品位200克/吨,折合稀土金属量848000吨、磷390万吨、铀6038吨(均以氧化物计)。

2007年10月,阿拉弗拉资源公司完成了项目的预可行性研究工作,2008年建设中试厂,并开展分离试验流程设计。预可行性研究计划项目年产2万吨REO、8万吨P2O5,33万磅U308和40万吨CaCl2。 目前,阿拉弗拉资源有限公司已委托有关咨询公司开展项目银行可融资级别的可行性研究工作,并计划在2011年开始项目建设,2012年投产。由于金融危机 影响,项目融资出现困难。2009年6月1日,中国华东有色地质勘查局所属的江苏华东有色金属投资控股公司以2294万澳元成功收购阿拉弗拉资源有限公司 25%的股权。

除了美国、加拿大和澳大利亚等国外,俄罗斯、越南等国也发现有大型稀土矿床,但鉴于无公开资 料,在文中没有阐述。印度的稀土矿床大都产在海滨砂矿和内陆砂矿中,以独居石矿为主。巴西也是生产稀土矿的国家之一,19世纪末就曾经开采其东部沿海的独 居石砂矿并供应给德国,现在仍然是世界稀土原料市场的供应商之一。东南亚的马来西亚、菲律宾、印度尼西亚等国也生产少量的海滨独居石砂矿。


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钨触点

钨做电触点或接触子材料使用,耐电弧烧蚀;耐熔着性好;由电热作用引起的金属表面蒸发,转移、消耗少;遮断电流能力强;并具有良好的耐磨损,动击性能。比较其它金属或合金材料价格低廉,因此钨触点和钨圆片广泛应用于工业、农业、科技和国防各个领域。其用途科介如下:

汽车电器触点(分电器、电压调节器、喇叭、警报器等)
磁电机断电器用触点
机床电器触点
各种自动开关用触点
各种继电器用触点
各种开闭器用触点
各种通讯机用触点
各种警报器用触点
电子仪器、信号器用触点

钨触点 钨触点

钨触点就是通过抛光,使其光滑并紧密地与表面接触,同时清除表面细微的裂纹和氧化物,在表面的气孔上填充鉄等添加物。气孔中的添加物随后由于钨熔点而发生变化。而残留的钨氧化物也由于负极的减少脱离了气孔壁,去寻找更大的气孔,因而成为了自由氧化物和添加物。

钨触点

纯度 W1≥99.95%
比重 ≥19.1g/cm3~19.3 g/cm3
晶粒数 ≥ 10,000PCS/mm2
硬度  ≥ 71-74HRA
尺寸允许偏差 d.h±0.05mm (可根据客户的图纸尺寸生产产品。)
座位的钉子取材于碳含量小于等于0.10%的低碳钢
钨铜合金的焊接纯度大于等于99.95%
焊接点强度 ≥ 83MPa
严格按照中华人民共和国化工行业的标准进行生产。

 

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钨舟

钨舟

作为一个特殊和有广泛作用的船工具,钨舟广泛使用于镀金、电子束喷漆以及烧结炉烧结和真空退火的船产业中。

 

Tungsten boattungsten boat

 

钨舟资源广泛用于颗粒状和小球状的真空蒸镀,同时也可以用于蒸发长度小的导线或者是表面干燥的细丝。这些舟用于实验或用于模型的钟形玻璃罩或容器是最理想的是真空干燥。

中钨在线致力于通过我们的努力,采用前沿的技术,高纯度的钨材料和对表面的特殊处理,为您提供可靠的产品保证

 Tungsten boat

 

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钨坩埚

钨坩埚是钨的制品之一,主要分为烧结成型,冲压成型,旋压型,利用钼棒车削加工成型,焊接成型多种,采用纯钨板,钨板和纯钨棒经相应的工艺加工而成。可在2600度以下的真空惰性气体中使用。

钨的熔点、沸点高,高温强度好,抗摩耐腐蚀,热传导率大,热膨胀系数小,淬透性好,广泛应用于稀土冶炼,石英玻璃,电子喷涂,晶体生长等行业。

钨坩埚 tungsten crucible

 

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纯钨条

什么是纯钨条?

钨条包括钨棒,钨钢棒,烧结钨棒,主要是用来锻造成材料的成分,刀具和弹头,灯泡钨丝,电接触点和热导体,曲轴和气缸钨丝桶,耐热钢的各种成分。掺杂的钨条用于生产灯丝或电子管灯丝,这就保证具有显著的抗高温。纯钨是一种从地上开采的天然金属。在原始形式 下,纯钨是很脆的。

用于钢铁制造中的钨条

其中钨条最重要的用途是用来制作特殊钢材,用于手枪,火箭炮,飞机和船舶的卫星。

规格(毫米)

表面状态

50×7×3

YG系列

埋/接地

94×17×6

YG系列

埋/接地

103.5×20×10

YG系列

埋/接地

104×20×12

YG系列

埋/接地

105×20×10

YG系列

埋/接地

105×20×15

YG系列

埋/接地

138×16×7

YG系列

埋/接地

148×6×3

YG系列

埋/接地

148×20×10

YG系列

埋/接地

148×20×10

YG系列

埋/接地

150×20×10

YG系列

埋/接地

157×20×15

YG系列

埋/接地

190×16×8

YG系列

埋/接地

198×20×10

YG系列

埋/接地

205×20×10

YG系列

埋/接地

210×20×10

YG系列

埋/接地

224×25×10

YG系列

埋/接地


Chinatugnsten不但可以根据客户的要求提供纯钨条,也可以为客户设计,提出合适的大小建议。

 

纯钨条

规格:
13.5×13.5×530mm
14×14×550mm
17×17×570mm
产品的任何要求都可以商讨。
根据不同的化学成分和用途,钨条的牌号可分为:WB-1, WB-2, WB-3 and WB-4
成分: W≥99.90%
重量: 1000-2000g/pc
密度: WB-1, WB-2, WB-3, Typical-1 17.5g/cm3 min

 

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钨棒

钨棒的应用

钨棒拥有特殊的性质,如低的热膨胀与良好的热传导性,足够的抗电阻性,高的弹性模量。因此钨棒被广泛的应用于各个领域。如支持线,导入线,印表机针,各种电极和石英炉,灯丝,高速工具,汽车自动产品,溅射靶材。中钨在线能够提供带有磨光面的和烧结、锻造的钨棒。根据尺寸和条件,直径可从1到30毫米,长度到500毫米。除此之外,我们不但能够根据客户的要求提供产品,而且免费设计产品。

Furnished Form

Specified Diameter
(mm)

Min.Length
(mm)

D Tolerance

Wroughted

2.8≤d<5.0

600

+/-2%

5.0≤d<6.5

300

6.5≤d<11.0

200

Straightened

0.8≤d<1.0

1000

+/-2%

1.0≤d<3.0

800

Ground

0.8≤d<3.0

800~1000

+/-0.03 mm

3.0≤d<6.5

300~600

+/-0.03 mm

6.5≤d<10.0

200

+/-0.08 mm

纯钨棒 纯钨棒

 

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纯钨

纯钨是生产纯钨产品的材料。纯钨是所谓的纯其纯度超过99.95%。纯钨制成的产品具有最高密度的钨制品,包括钨合金以及硬质合金产品。纯钨产品是由客户的首选,其高密度,耐高温,高耐腐蚀性,高耐磨性,高硬度,以及较低的热膨胀。

钨是一种化学元素,化学符号W和原子序数74。

在标准的情况下,硬质与稀有金属未结合,钨是地球上发现的自然化合物。在1781年被认定为的一个新元素,首先在1783年的金属分离出。其重要的矿石包 括黑钨矿以及白钨矿。的自由要素显著的是它卓越的防腐性能,特别是在于它的所有非合金金属的熔点最高的碳之后的所有元素的第二最高纪录。同样引人注目的是 其19.3倍水的高密度,可比铀和黄金,远高于少量的杂质lead.Tungsten(约1.7倍)即往往是脆,硬,使其难以工作。然而,十分纯钨,尽管还很难,更加韧性,并可以用硬钢钢锯切割。

非合金的元素的形式主要是用来在电气应用。钨的合金具有许多应用中,最引人注目的是白炽灯泡的细丝,X射线管(长丝和目标),和高温合金。钨的硬度和高密度赋予它穿透力射弹的军钨化合物是最常用的工业催化剂。

钨被人们广泛地了解是在生物时代居于化学元素中第三和第四的过渡系,在任何有机体中,都是广为人知的重金属元素。然而,在某种程度上,钨、钼、铜的分解对动物都会有毒性。

纯钨产品包括钨电极,钨丝,钨触点,钨加热子,钨丝,钨坩埚,等等。

 

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钨加热子材料

自然形态的钨通常来自黑钨矿 (Fe, Mn),WO4和 CaWO4粉末。 因为我们原来 70%的钨原料已经被消耗殆尽,已发现净化比较差的矿石的方法。

加热子钨丝的质量由很多种原因决定。材料和制造过程中要进行严格的控制。用于生产有韧性的金属的粉末要求要有很高的纯度。为了抑制晶粒的增长,部分挥发性碱硅酸盐等,如氧化钍,氧化铝,钙质非挥发性氧化物被极少量添加到钨粉中。

混合后,钨粉被压制成杆状,然后放在3000摄氏度的高温下烧结。时间和温度在这一过程中要受到严 格的控制,并且要在一密集的环境下,这样以确保成品加热子的性能能得到控制。在大约1300摄氏度温度下,烧结棒被接卸捶打或锻打,通过这一过程,烧结棒 每次通过一更小的芯片后,横截面积减少了15%。在这一过程之后,钨棒通过一硬质合金拉丝模加热拉制,通过高度抛光拉制,从而获得更细的加热丝。最后,通过拉制并减少表面积,丝的强度可得到增强,甚至到 500,000 lbs/sq.in.

在电,以及物理、化学等方面对钨进行了深入研究。虽然钨的电阻率不及其他的材料,但其3400摄氏度的高金属熔点使其成为最理想的加热材料。

在常温下,钨丝的电阻率变化是很小的,这取决于其先前的待遇。尽管这些变化很小,但钨丝在高温下也显示出相似的电阻率,这一特性非常的重要。因此特性,可以根据统一的电压和电流等级进行加热器的批量生产。

 

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钨加热子外形

自从1927年,当加热阴极件第一次被间接地介绍出来,加热子的外观设计有着很大的差别。 在当时,一个发夹钨加热子是由一挤压陶瓷绝缘体支持,并且四周被镍套所包围。

fig4

图中A显示的是一种早期常见的加热子所使用的检测器和放大器的管子。这种加热子的使用需要有2.5伏的电压供应。它有一个20~30秒的预热时间。

图中B显示了0.002“直径的钨丝缠绕在一氧化铝绝缘管的螺旋口上。通过中间的绝缘棒返回。通常,氧化铝涂层覆盖整个钨丝。

图中C 说明了一个0.070”直径的钨丝缠绕在一氧化铝绝缘管的螺旋口上。一个钼棒从中间的管通过,起着承杆的作用。这种加热器被设计运行在5伏和60安培的环境下。
左图中D显示了一个 0.025“直径的加热子支持和挤压在绝缘管内。

所有的这些加热子都被做成各种规格以达到不同的热能要求。陶瓷绝缘套通常由氧化铝,氧化镁,氧化钍,氧化铍或电瓷组成。但由于各种各样的原因,如成本高,环境污染,预热时间慢等,降低了这些加 热器的使用。

 

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