Historia drutu wolframowego

Wolframdrut to włókno wytwarzane przez kucie i ciągnienie prętów wolframowych. Drut wolframowy ze względu na swoje doskonałe właściwości ma szerokie zastosowanie. Na przykład włókna wolframowe są stosowane w elektrycznych źródłach światła, takich jak lampy żarowe i halogenowe. W tym artykule omówimy historię drutu wolframowego.

Rozwój przemysłu żarówek wolframowych był od początku ściśle powiązany z przemysłem żarówek.

W 1878 roku Edison wynalazł żarówkę z włókna węglowego. Jednak ten rodzaj żarówki ma poważne wady, a przede wszystkim krótką żywotność. Edison eksperymentował z drutem węglowym w 1879 roku i używał go przez setki godzin. Chociaż „węgiel” ma wysoką temperaturę topnienia (3550 stopni), jego temperatura „sublimacji” jest bardzo niska. Sublimuje bezpośrednio ze stanu stałego do stanu gazowego w niskich temperaturach, dzięki czemu łatwo się zużywa, ma krótką żywotność i musi być całkowicie odizolowany od powietrza (będzie palić się w powietrzu).

Prawie 20 lat później (1897) drut węglowy został zastąpiony drutem osmowym i drutem tantalowym, ale ze względu na niższe temperatury topnienia Os i Ta temperatura robocza i wydajność świetlna były niższe.

W 1903 roku, zgodnie z patentami A.Justa i F.Hannamana, wyprodukowano na Węgrzech pierwszy drut wolframowy. W 1904 roku A. Just i F. Hannaman zastosowali bezwęglowe spoiwo zmieszane ze związkiem wolframu, wytłaczane w postaci włókien, a następnie podgrzewane w wodorze w celu zredukowania ich do metalu. Drut wolframowy wykonany tą metodą jest bardzo kruchy, ale ponieważ jego wydajność świetlna jest znacznie lepsza, do produkcji żarówek zastąpił drut węglowy, drut osmowy i drut tantalowy.

Żadna z powyższych metod nie umożliwia przygotowania cienkiego drutu wolframowego. Aby rozwiązać ten problem, w 1907 roku wprowadzono stop wolframu o niskiej zawartości niklu. Otrzymuje się go metodą obróbki mechanicznej, ale jego duża kruchość utrudnia jego zastosowanie.

W 1913 roku Pinch wynalazł torowane włókno wolframowe (zawartość ThO2: 1% do 2%), które znacznie zmniejszyło kruchość żarników żarówek. Początkowo zwisanie włókna nie stanowi problemu, ponieważ w tym miejscu jest on prosty. Ale po 1913 roku Langmuir zmienił drut prosty na drut spiralny. W ten sposób, gdy żarówka jest używana, wysoka temperatura robocza i ciężar własny powodują zwisanie żarnika, a czysty wolfram i wolfram torowany mają trudności ze spełnieniem wymagań użytkowania.

Aby rozwiązać problem zwisania i krótkiej żywotności drutu wolframowego, w 1917 roku A. Pacz wynalazł drut wolframowy, który „nie odkształca się” w wysokich temperaturach. Jednak najwcześniejsze niezwisające włókna wolframowe były bardziej kruche niż torowane włókna wolframowe, dlatego niektórzy producenci żarówek nalegali na stosowanie torowanych włókien wolframowych.

Jednakże wraz z ciągłym rozwojem i udoskonalaniem procesu produkcji drutu wolframowego bez zwisu, ludzie stopniowo zdali sobie sprawę, że jednoczesne dodanie związków K, Si i Al do tlenku wolframu może sprawić, że drut wolframowy będzie miał dobrą odporność na zwisanie w wysokich temperaturach. To jest to, co ludzie często nazywają „drutem wolframowym AKS”, co oznacza „drut wolframowy bez zwisu” lub „drut wolframowy domieszkowany”.