說到鎢大家也許會陌生,但說到鎢絲應(yīng)該都會知道吧,,鎢絲主要應(yīng)用于白熾燈,,鹵鎢燈等電光源中,。
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鎢絲是由金屬鎢制成的,鎢是一種有色金屬,,拿在手里有一種沉重的感覺,,鎢的密度為每立方厘米20克,與黃金非常接近,,這也就是有人用鎢來偽造黃金的原因,。
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鎢還是一種相當(dāng)脆的金屬,只有當(dāng)它純度很高時才會具有可塑性,,還有很大的抗拉強(qiáng)度,,不過這些都不是這種金屬的主要特性,要熔化一塊鎢就需要極高的溫度,,鎢的熔點(diǎn)在3420攝氏度,,這也就是為什么用這種金屬制作白熾燈鎢絲的原因。
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- y2 J M8 h, I8 t( @7 @4 O然而如果你在空氣中讓非常細(xì)的鎢絲通過電流,,它也會由于過熱導(dǎo)致斷裂,,從而停止光的產(chǎn)生,這是由于鎢在高溫下氧化,,在其表面上產(chǎn)生三氧化鎢,,而氧化鎢的熔點(diǎn)僅有不倒1500攝氏度。
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高溫煅燒的鎢會在表面生成美麗的彩色痕跡,,這是由于它表面生成的氧化膜的厚度不同所造成的,在燈泡中,,我們看到的不時這種美麗的氧化膜,,這是因?yàn)闊襞葜械难鯕庖呀?jīng)被抽走了,并往燈泡里面充入了氮?dú)夂蜌鍤獾幕旌衔�,,在不被氧化的情況下,,鎢絲可以很長時間發(fā)光。
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有一個有趣的事情是,,當(dāng)你近距離觀察鎢絲時,,你可以發(fā)現(xiàn)為什么現(xiàn)在的白熾燈的使用壽命并沒有以前的老舊燈泡使用時間長的原因,在老舊燈泡里,,鎢絲的結(jié)構(gòu)是簡單的螺旋,,而現(xiàn)在的雙螺旋結(jié)構(gòu)鎢絲更細(xì),這就會使更多的部分厚度不均勻,,以至于大大降低了燈泡的使用壽命,。
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& |/ v6 s. {/ X& p- V自古以來,人類便用各種物質(zhì)進(jìn)行燃燒產(chǎn)生光源照明,,像石油,,天然氣,,煤氣等,但這些照明光源的效率都非常低,。 7 s- A1 ~7 S$ b9 P1 j! M
最開始的電燈泡用碳絲,,使用壽命也比較短。 " e& J* e# N4 P1 y/ f: |, m
直到20世紀(jì)初,,鎢絲的出現(xiàn)大大提高了發(fā)光效率,。 ; W6 i( W0 f# K/ d. [2 N" v
1910年第一顆鎢絲燈泡問世。 1917年發(fā)明了高溫下不變形的鎢絲,。
8 _2 b. M7 U/ ~0 w: A# \燈泡工業(yè)中對鎢絲的要求非常高,,要耐高溫,具有優(yōu)異的高溫抗下垂性能,,塑性好,,具有良好的導(dǎo)電性能。
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現(xiàn)在市場上使用的鎢絲有三類,,純鎢絲,,摻雜鎢絲和各種合金鎢絲。
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純鎢絲根據(jù)其性能可分為糊劑擠壓鎢絲,,膠體化鎢絲,,延性鎢絲等,只有延性鎢絲的性能較好,,使用比較多,,其它鎢絲由于易脆的性能,使用較少,。 摻雜鎢絲是為了改變純鎢絲在高溫下抗垂性能差,,發(fā)光效率低,而研發(fā)的鎢絲,,主要是在三氧化鎢中摻雜硅,,鋁和鉀,主要用于燈泡和電子管的熱絲,。 合金鎢絲主要有鎢錸合金絲,,釷鎢錸合金絲,鎢鉬合金絲等,,根據(jù)各個合金鎢絲材料的性能不同,,使用的地方也不同。 - U; e" m+ h) {# Z# o( w
細(xì)細(xì)的鎢絲是怎么制造出來的鎢絲的原材料是仲鎢酸銨,,是一種白色的晶體,,稍熔于水,在近700度的焙燒爐中40分鐘,,產(chǎn)出藍(lán)色晶體氧化鎢,,顆粒在12~19微米,。
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用于生產(chǎn)鎢粉的原材料,摻雜藍(lán)色氧化鎢是針對鎢絲的特孰要求,,而摻加鋁,,鉀等元素,以增加鎢絲的性能,,如抗下垂,,增加韌性等。 藍(lán)色氧化鎢經(jīng)過氫氣還原爐還原成鎢粉,,這種鎢粉平均顆粒度在2~5微米,,將鎢粉放于模具中,用等靜壓機(jī)壓制坯條,,將壓制好的鎢坯條放入爐中燒結(jié),,燒結(jié)后鎢條密度一般為17.7g/cm3。 1 s; f% E, i1 {1 q; [- M
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鎢條經(jīng)過旋鍛,,變成用于拉絲的圓棒形鎢條,,密度在19g/cm3以上,鍛壓鎢條經(jīng)過拉絲后變成鎢絲,。 - R8 d3 x8 A Z0 w! |- X
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拉絲過程中會加入潤滑劑石墨,,鎢絲的規(guī)格直徑在20微米~1毫米,鎢絲用卷盤包裝,。 ! T7 {3 T# k Q [3 L* N5 \
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) p# y8 t: D u" A# O鎢絲除少量用作高溫爐的發(fā)熱材料,,電子管的熱子和復(fù)合材料的加強(qiáng)筋等外,絕大部分用于制作各種白熾燈和鹵鎢燈的燈絲,,以及氣體放電燈的電極,。 現(xiàn)在又有人將鎢絲燈做成了藝術(shù)品,既能照明又增加了藝術(shù)氣息,,將鎢絲做成各種復(fù)雜的形狀,通電后燈泡內(nèi)的鎢絲發(fā)熱,,燈泡內(nèi)的物品猶如煥發(fā)了生機(jī),。 " y: K; ]& S9 o$ \) I' S4 C
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隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,鎢絲燈泡已很少使用,,但在那段時間內(nèi)為人類做出了很大的貢獻(xiàn),,以至于在很多場合使用鎢絲燈,增加獨(dú)特的復(fù)古氣質(zhì),。
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