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鎢絲
閱讀�5422時間�2016-09-05 09:11:14

鎢絲,將鎢條鍛打、拉拔后制成的細��
鎢絲主要用于白熾�鹵鎢�等電光源�。用于燈泡中作各種發(fā)光體的鎢�,還需要在冶制過程中摻入少量的鉀、硅和鋁的氧化物,這種鎢絲稱為摻雜鎢絲(DopedTungstenWire),也稱�218鎢絲或不下垂鎢絲(Non-sagTungstenWire)�
鎢絲一般是各種拉絲模拉制的。主要用途是制造燈絲和高速切削合金鋼,也用于光學儀��化學儀�等方面的作用�

簡介

    鎢絲的電阻率�5.3*10^-8,鎢的熔點高,電阻率�,強度好,蒸氣壓�,是所有純金屬中制作白熾燈絲的材料。但鎢的硬度大且脆,很難加工。當電流通過鎢絲被加熱到一定溫度,鎢絲的電阻值也就增加到一定�(一般金屬絲的電阻值隨溫度升高而增�)。在常溫下此物電阻應�1370�-2000℃但是當鎢絲的橫截面積長度發(fā)生改變時此電阻值既會變化�1909�,庫利奇�(fā)明了鎢絲的加工工�,為白熾燈泡的生�(chǎn)和推廣起了決定性的作用,其基本原理一直沿用到今天�

�(guī)�

    牌號 特性及用�
    WB001:繞制性能好,不下�,適合于普通白熾燈、雙螺旋或三螺旋熒光�、節(jié)日燈、支架絲��
    WB150:耐高溫性能�,加工性能�(yōu)良,適用于鹵素燈、又螺旋白熾燈等�
    WB584:再結晶溫度�,高溫抗下垂性能�,適用于耐震燈絲、高色溫燈絲等特種燈�

制作

    鎢絲的生�(chǎn)大都用仲鎢酸� (APT)作原料。一般的工藝過程是將仲鎢酸銨� 500℃左右的空氣中焙燒成
    三氧化鎢,或在450℃左右的氫氣中輕微還原成藍色氧化�。制作白熾燈燈絲的鎢絲需要在三氧化鎢或藍色氧化鎢中摻入少量的氧化鉀、氧化硅和氧化鋁,三者用量總和不超過1%,這就是巴茲在1922年發(fā)明的鎢絲摻雜工藝。經(jīng)過摻雜處理的鎢的氧化物用氫氣還原成金屬鎢�。還原過程一般分兩步進行:步在630℃左右還原成二氧化鎢(棕色氧化鎢�,第二步在820℃左右還原成金屬鎢粉。兩步還原的目的是使摻入的鉀充分�(fā)揮作用和控制粉末粒度。這樣取得的摻雜鎢粉再在一種特制的模子中壓制成細長的方�。把方條在氫氣中通電,用自電阻加�(溫度�3000℃左�)的方法進行燒結,燒結后鎢條的密度可達到理論值的85%以上。這種鎢條便可以用旋鍛方法加工成直徑為3mm左右的鎢�,然后進一步用模子拉拔的方法加工成各種不同粗細的鎢�。例�220V�15W的白熾燈用的鎢絲直徑約為15?m,� 10000W的溴鎢燈用的鎢絲直徑約為1.25mm。更細的鎢絲� 220V�10W的白熾燈鎢絲直徑約為12?m,則要采用電解腐蝕的方法來制��
    當鎢絲的直徑達到微米級時,用常規(guī)的卡尺很難精確地測定其直徑。因�,國際上通常將直徑在0.2mm以下的鎢絲用其切長為200mm絲段的重量來表示絲的粗細,例如上述15W白熾燈鎢絲的直徑可以�0.679mg/200mm來表��

使用性能

    包括高溫使用性能、室溫使用性能和絲徑的一致��
    ①高溫使用性能?!“谉霟粲面u絲的工作溫度常在2300�2800℃之間,一般燈泡功率越�,燈絲的工作溫度也越�,由此可�,燈絲的工作溫度遠超過鎢絲的再結晶溫度,此時,燈絲在其自重的作用�,在兩掛鉤之間的絲段將產(chǎn)生下垂現(xiàn)象,嚴重�,燈絲可下垂到與燈泡的玻殼相�。對于在鎢的粉末冶金過程中摻入了少量的鉀硅鋁的氧化物的摻雜鎢�,雖然其最終的成品絲中的硅和鋁的含量只有百萬分之幾,鉀的含量也不過百萬分之幾十,但用這種摻雜鎢絲作的燈絲其下垂程度卻可以有極大的改善。其原因是由于摻雜鎢絲與未摻雜鎢絲再結晶的晶體結構有很大的差�。未摻雜鎢絲的再結晶晶體基本上是等軸晶體,而摻雜鎢絲的再結晶晶體結構是呈長條狀互相搭接的粗大晶�。從金屬材料的高溫蠕變理論來看,這種粗長搭接結構的再結晶晶體結構能大大地提高其高溫抗下垂的能�。根�(jù)70年代進行的一系列的透射電鏡和俄歇能譜儀的研究分析表�,這種摻雜鎢絲所特有的粗長搭接結構的再結晶晶體結構的生成與摻雜鎢絲中所含有的鉀有密切的關系。殘存在摻雜鎢條中的微量鉀在加工中形成與絲軸平行的鉀泡列,它阻礙再結晶過程中晶粒的橫向長�,因而生成粗長的搭接結構�
    白熾燈燈絲的下垂既與摻雜鎢絲中的添加元素含量及加工工藝有�,也與燈絲制作過程中的處理工藝有�。鎢絲在拉制成成品絲時保留了大量的內應力,在繞制成燈絲時又在鎢絲的截面上�(chǎn)生新的不均勻變形的內應力。這些內應力必須在燈絲裝架進入泡殼前加以完善的消除,否則燈泡在燃點開始的時候就會使燈絲扭曲、變形和下垂。燈絲的下垂會嚴重地降低燈泡的發(fā)光效��
    ②室溫使用性能。鎢絲的室溫使用性能表現(xiàn)在繞絲性能�。鎢絲由于其加工流程�,如果工藝管理不善,則很容易使鎢絲產(chǎn)生很多細小裂紋或局部變�,以致繞絲時很容易斷�。由于裂紋所造成的繞絲斷裂斷口呈須毛狀,而由于絲材變脆所造成的斷口則呈現(xiàn)晶面閃光狀�
    ③絲徑的一致�。鎢絲絲徑一致性差是使白熾燈泡光電參數(shù)超差的一個重要原�,有的還會影響到燈泡的使用壽命�

應用

    鎢絲除少量用作高溫爐的發(fā)熱材�、電子管的熱子和復合材料的加強筋等外,絕大部分都用于制作各種�
    熾燈和鹵鎢燈的燈絲以及氣體放電燈的電�。對用作氣體放電燈陰極的鎢絲或鎢�,為降低其電子逸出�,須加入0.5�3%的釷,稱為鎢釷絲。由于釷是一種放射性元�,污染環(huán)�,故有用鈰來代替釷作成鎢鈰絲或鎢鈰桿�。但鈰的蒸發(fā)率高,所以鎢鈰絲或鎢鈰桿只能用于小功率的氣體放電��
    鎢絲一旦經(jīng)高溫使用�(fā)生再結晶以后就變得很�,在受沖擊或震動的情況下極易斷裂。在一些要求高可靠性的電光源產(chǎn)品中,為防止燈絲的斷�,常在摻雜鎢絲中加入3�5%的錸,稱為鎢錸絲,它可以使鎢的延脆轉變溫度下降到室溫或室溫以�。這是一種很奇特的錸效應,至今還未發(fā)�(xiàn)一種元素能代替�,在鎢中�(chǎn)生同樣效應�
    鎢在常溫下有較好的耐酸、堿能力,但在潮濕的空氣中易被氧�,所以細鎢絲不能在潮濕環(huán)境中貯存過久。另外鎢�1200℃上下就開始與碳起反應生成鎢的碳化物,所以對燈絲的燒氫處理要注意這個問�,否則鎢與其表面的石墨潤滑劑起反�,則燈絲就要變脆斷裂�

熱輻�

    物體熱輻射會�(chǎn)生各種不同頻率(波長)的電磁�。對于鎢絲而言,射入表面的電磁波幾乎百分之百會被吸�。(吸收與輻射系�(shù)�1)對于鎢絲而言,射入表面的電磁波幾乎百分之百會被吸收(吸收與輻射系�(shù)�1)因此其熱輻射接近頻譜只與溫度有關的黑體輻射。因此其熱輻射接近頻譜只與溫度有關的黑體輻射�

    節(jié)能燈的兩極是普通的鎢絲鎢絲�,發(fā)熱后,就能發(fā)射出電子,在燈管兩側加上比較高的電壓,形成電場,這些電子就會在燈管里被加�,形成有一定速度和能量的電子�,燈管是被抽成真空的,里面充有汞,就是水銀電子流中的電子以一定速度打在汞原子上,使汞原子受到激�(fā),變成激�(fā)狀�(tài)的電離子,稱為發(fā)生了階躍,激�(fā)狀�(tài)的汞過了很短的時間就自發(fā)地回落到原來的狀�(tài)。同時釋放出紫外線光,紫外線光不能用來照明。常見的節(jié)能燈管有一般的普通燈管及漸為主流的三基色燈管,和白熾燈泡相比都有省電的優(yōu)�。所不同的是普通燈管的顯色性偏�,而三基色的燈管則呈現(xiàn)出自然的陽光�,并且在顯色性及光效率上都更勝過一般的普通燈�。節(jié)能燈光源都含有汞。由于汞的沸點很低,在常溫下即可蒸發(fā),廢棄的熒光燈管破碎�,立即向周圍散發(fā)汞蒸�,瞬時可使周圍空氣中的汞濃度達到每立方米10�20毫克,國家規(guī)定的汞在空氣中的允許濃度為每立方�0.01毫克。汞進入人體后很難被排除�
    1、生�(chǎn)過程中和使用廢棄后有汞污�,西方國家對汞污染是相當?shù)闹匾�?BR>    2、由于是玻璃制品,易破�,不好運輸。不好安��
    3、其耗電量還是嫌大了��
    4、容易損�,壽命短,節(jié)能不省錢這句話就是它的寫��

區(qū)別鏑

    最簡單的方法:有兩種材料做的燈有很大的區(qū)�,鏑燈色色溫大概�5600,上下會有浮�,因為燈泡老化
    什么的,一般都�5600K左右。鎢絲燈的色溫是3200K!這是二者的區(qū)�,鏑燈是白光,鎢絲燈是黃光,鏑燈用得�,型號不一�,,以ARR的燈具為�,鏑燈包括:200W�575W�2000W�2500W�4000W�6000W�12000W還有新型的PAR燈,也屬于鏑燈類,200PAR�575PAR�1200PAR�4000PAR�6000PAR�12000PAR鎢絲燈包括:50W�300W�650W�1000W�2000W�5000W�24000W!

化學成分

型號
鎢含�
雜質元素含量
生產(chǎn)廠家
總計
每�
WAL1, WAL2
�99.95%
�0.05%
�0.01%
洛陽兆光
  
W1
�99.95%
�0.05%
�0.01%
W2
�99.92%
�0.08%
�0.01%
注:鉀不計入雜質含��

�(fā)展歷�

    鎢絲工業(yè)的發(fā)展從一開始就是同照明燈泡工�(yè)緊密�(lián)系在一起的�1878年,愛迪�(T.A.Edison)�(fā)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。將�20年后(1897�),碳絲被鋨絲和鉭絲所取代,但由于Os、Ta熔點較低,因而工作溫度和光效��
    1879年愛迪生曾經(jīng)試用碳燈絲且使用了數(shù)百小�。雖然“碳”有極高的熔� �3550℃),但是卻有著低的“升華”溫�。在低溫時直接由固體升華為氣�(tài),因此很容易消�,使用壽命短。而且必須完全隔絕空氣(會在空氣內燃燒�。目 前幾乎都是使用熔點為�3410℃)的鎢�,優(yōu)點是低于熔點時其“升華”的速率較低。因此可以加熱到較“碳絲”更高的溫度。鎢絲一樣會在空氣中燃燒,因此需要燈泡抽成真��
    為了避免燈絲的升�,燈泡內注入了惰性氣體,這些氣體主要為氬氣(argon)并且不包含氧氣。藉由碰撞使部份氣化的鎢原子能夠重回燈絲。雖然惰性氣體增 加了燈絲的使用壽�,但是也付出了一些代價。原本真空的燈泡內由于惰性氣體的存在增加了熱的傳導與對流,帶走了能量,于是降低了平衡的溫�。升華的鎢氣� 惰性氣體內形成微弱的粒子也藉由對流在燈泡內表面形成黑點�
    1903�,根�(jù)杰司�(A.Just)和漢納門(F.Hannaman)的專�,匈牙利首次制造出鎢燈�。它是將碳絲在含有自由氫的鎢的鹵氧化物蒸汽中通過電流加熱到高�,使碳完全被鎢置�。這樣制得的白熾燈絲或多或少地含有�,不僅脆性相當嚴�,而且燈泡在使用時,燈絲不斷致密化,因而燈絲的電參�(shù)會發(fā)生變化�
    1904�,杰司特和漢納門認識到了碳對脆性的影響,采用無碳的粘結劑與鎢的化合物混�,再擠壓成絲,然后在氫中加熱還原成金�。這種方法制得的鎢絲非常脆,但由于它的光效要好得多,還是取代了碳絲、鋨絲和鉭絲用于制作燈泡�
    上述這些方法都不能制備細鎢絲。為了解決這個問題,1907�,一種低鎳含量的鎢合金問�,它是通過機械加工方法制備的,但是嚴重的脆性妨礙了它的應用。直�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(chǎn)出在室溫下具有延性的鎢絲,從而奠定了鎢絲加工�(yè)的基�,也奠定了粉末冶金的基礎�
    然而這種“延性”鎢燈絲在燈泡點燃后表現(xiàn)出明顯的脆��1913�,平�(Pintsch)�(fā)明了釷鎢�(ThO2的含量為1%�2%),從而使白熾燈絲的脆性大大降低。起�,燈絲的下垂(見鎢絲的抗下垂性能)并不是一個問題,因為此時的燈絲是直絲,但1913年以�,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�,因而純鎢和釷鎢都難以滿足使用要求�
    為了解決鎢絲下垂和壽命短等問��1917�,柏�(A.Pacz)�(fā)明了高溫下“不變形”的鎢絲。起�,他在制備純鎢時采用耐火坩堝焙燒WO3,無意中�(fā)�(xiàn)用這種WO3還原所得鎢粉制成的鎢絲螺旋,經(jīng)再結晶后異常神秘地不再下垂。隨�,經(jīng)�218次反復實驗驗�,他終于�(fā)�(xiàn)在鎢�(WO3·H2O)中添加鉀和鈉的硅酸鹽,經(jīng)過還�、壓�、燒結、加工等制得的鎢�,再結晶后形成相當粗的晶粒結�,既不軟又抗下垂,這是最早的不下垂鎢�。柏斯的�(fā)�(xiàn)奠定了不下垂鎢絲的生�(chǎn)基礎,直到現(xiàn)在美國仍稱不下垂鎢絲為�218鎢絲�,以紀念柏斯的這項重大�(fā)�(xiàn)�
    不過,最早生�(chǎn)的不下垂鎢絲的脆性比釷鎢絲嚴�,以致有些燈泡廠堅持使用釷鎢絲作燈絲。但隨著不下垂鎢絲生�(chǎn)工藝的不斷發(fā)展和完善,人們逐漸認識到在氧化鎢中同時添加K、Si、Al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(jīng)再結晶后又具有滿意的室溫延性。這就是現(xiàn)在人們常說的“AKS鎢絲�,即“不下垂鎢絲”或“摻雜鎢絲�,米爾摻chan�(T.Millner)�1931年將這種改進的不下垂效應稱為“GK效應”�

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