Si es cierto que una suerte pesa más que cien fracasos, entonces el descubrimiento de la tecnología de tirar de un filamento de tungsteno puede servir como una vívida confirmación de esto. El método de producción de filamento de tungsteno, que sufrió tantas fallas, se convirtió en un punto de inflexión en el desarrollo de la tecnología de pulvimetalurgia.

Historia

Las lámparas incandescentes como las conocemos aparecieron en 1904. Antes de esto, los electrodos de carbón servían como fuente de luz en las lámparas.Hace más de un cuarto de siglo que se buscaba un material adecuado, desde que Swan, en 1878, presentó por primera vez en Newcastle sus lámparas de carbón inventadas con un brillo de ocho y dieciséis velas. A finales del siglo XIX. von Welsbach fabricó un filamento metálico a partir de osmio (t°pl = 2700°C). Las lámparas de osmio eran 6 veces más eficientes y brillantes que las lámparas de carbono, sin embargo, el precio del osmio, un elemento del grupo del platino, hacía que estas lámparas fueran extremadamente caras.

En 1903, von Bolton de Siemens y Halske propuso el tantalio con una temperatura de 2996 °C para los filamentos. Las lámparas de tantalio eran un 15% más eficientes que las de osmio e incluso empezaron a introducirse en la producción, pero no pudieron competir con el filamento de tungsteno que apareció un año después. Las lámparas de filamento de tungsteno expulsaron a todas las demás lámparas del mercado en 1911. La salida de luz del tungsteno fue 2 veces mayor que la del osmio, y bajo alto voltaje, casi 4 veces mayor. Las lámparas fluorescentes modernas con cátodo de tungsteno son casi 9 veces más eficientes y brillantes que las lámparas de osmio de finales del siglo XIX.

Desarrollo de tecnología para la obtención de un filamento de tungsteno

Durante mucho tiempo, debido a la gran fragilidad del tungsteno a temperaturas normales, no fue posible dibujar un hilo lo suficientemente delgado. A principios del siglo XX , Siemens-Halsk intentó aplicar la tecnología de dibujo desarrollada para el tantalio. Sin embargo, el tungsteno no era lo suficientemente maleable para esto. Más tarde, se patentó un método original, cuando un tocho de tungsteno se fundía en una atmósfera de hidrógeno mediante la excitación de un arco eléctrico entre electrodos de tungsteno en un crisol de grafito recubierto por dentro con polvo de tungsteno. Se obtuvieron gotas de tungsteno fundido de Ø 10 mm y hasta 30 mm de largo que, después de enfriarse, se sometieron a un procesamiento posterior. De acuerdo con otra patente, el polvo de tungsteno se mezcló con una pasta orgánica, la masa resultante se exprimió a través de hileras y se recoció en una atmósfera inerte. Se obtuvo un filamento de tungsteno bastante delgado. Uno de los desarrollos prometedores se veía así. Un filamento de carbono se calentó en una atmósfera de hidrógeno y vapores de WCl ₄ . El tungsteno se depositó en la superficie del filamento, que se sinterizó con carbono en forma de carburo WC blanco. El filamento se recalentó en una corriente de hidrógeno, que "lavó" el carbono, dejando un filamento de tungsteno puro, similar al filamento obtenido por extrusión. Todas las tecnologías anteriores intentaron proteger el tungsteno de la oxidación tanto como sea posible cuando se calienta, porque. de lo contrario, la estructura granular del hilo lo hacía muy frágil. Y en 1909, el estadounidense Coolidge logró encontrar el régimen ideal para la temperatura y el procesamiento mecánico del tungsteno sin el uso de un relleno.

producción moderna

El material de partida es polvo de tungsteno de alta pureza. Molinos especiales muelen la materia prima hasta obtener un polvo fino en una atmósfera de nitrógeno para evitar la oxidación de la superficie de las partículas calentadas por fricción. Además, en los moldes de acero, las piezas de trabajo se prensan bajo una presión de 5 a 25 kg/ ^mm2 . Si las materias primas son de mala calidad, la pieza de trabajo es frágil. Para evitar esto, se introduce en la materia prima un componente orgánico fácilmente oxidable. El siguiente paso es la sinterización. Los espacios en blanco prensados, también llamados varillas, tienen una gravedad específica, aproximadamente 2/3 de la densidad del tungsteno metálico, por lo que se sinterizan a una temperatura muy alta. Se colocan entre contactos enfriados por agua, y en una atmósfera de H ₂ seco se hace pasar una descarga eléctrica, calentándose casi hasta el punto de fusión. En este caso, los tamaños de los granos de cristal aumentan y la pieza de trabajo en sí alcanza el 95% de la densidad de la fundición. El blanco se forja a t° 1200−1500°C. En un molino especial, las varillas sinterizadas se comprimen con un martillo, mientras que cada vez se vuelven más delgadas en un 12%. Los granos de tungsteno se alargan y por ello adquieren una estructura fibrilar. Después de la forja, el hilo pasa por tamices de diamante. El diámetro del hilo resultante es de ~13 µm.

Composición porcentual

Ventajas del filamento de tungsteno

El tungsteno es el más refractario de los metales, su punto de fusión es +3422°C. El filamento de tungsteno es resistente al calor, tiene un coeficiente mínimo de expansión térmica, tiene una resistencia eléctrica y salida de luz muy altas, alta resistencia a la fluencia térmica y buena conductividad térmica.

Defectos

El tungsteno es uno de los elementos raros en la corteza terrestre. La dificultad de obtenerlo en su forma pura y el capricho del tungsteno durante el procesamiento: todo esto afecta el costo de un filamento de tungsteno.

Solicitud

El filamento de tungsteno tiene demanda en ingeniería eléctrica y electrónica de radio debido a la baja presión de vapor del tungsteno a altas temperaturas de funcionamiento de hasta 2500 °C. La refractariedad y la salida de luz excepcional hacen que este filamento sea indispensable en lámparas incandescentes, cinescopios y otros tubos de vacío. El filamento de tungsteno (GOST 19 671-91) grados VA, VCh, VRN está destinado no solo a espirales y cuerpos incandescentes. A partir de él se producen cátodos en forma de espiral y no espirales de dispositivos electrónicos y partes de dispositivos semiconductores, calentadores de bucle, rejillas, objetivos de tubos de rayos X. La marca VRN se utiliza para fabricar bujes, travesaños y piezas que no requieren aleación de tungsteno.

Compra a precio de ganga

Evek GmbH almacena una amplia gama de filamentos de tungsteno y alambre de tungsteno de alta calidad de varios grados a un precio que satisfará a cualquier cliente. Ofrecemos buenas condiciones para compradores mayoristas y minoristas. Si es necesario, será asesorado por gerentes experimentados. Toda la producción está certificada. La calidad está garantizada por la estricta observancia de las normas tecnológicas de producción. Entregas - en el menor tiempo posible. Se proporcionan descuentos preferenciales para pedidos al por mayor.