世界上最耐高溫的金屬,3000度高溫也不能熔化,鎢絲如何製造的

  在影視作品中黃金類的題材尤其受人們喜愛,往往會圍繞著一批巨大的黃金進行爭奪,各路人馬紛紛登場,上演了一段段爾虞我詐,愛恨交織的傳奇故事。

  在現實生活中也出現過這樣的黃金劫案,只不過使用的方法技術含量更高,可不像影視作品中那樣打打殺殺。

  據報道,有人用黃金做質押分別從各個銀行貸款190億,最後發現這些質押的黃金是假黃金,表面是一層黃金而內部是摻了鎢,因為鎢的密度與黃金幾乎相等(鎢密度19.35g/cm 黃金密度19.32g/cm),所以一般的黃金檢測方法如吊水法,X射線根本測不出來,這些人也就能屢屢得逞。

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  說到鎢大家也許會陌生,但說到鎢絲應該都會知道吧,鎢絲主要應用於白熾燈,滷鎢燈等電光源中。

  鎢絲是由金屬鎢製成的,鎢是一種有色金屬,拿在手裡有一種沉重的感覺,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。

  鎢還是一種相當脆的金屬,只有當它純度很高時才會具有可塑性,還有很大的抗拉強度,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,鎢的熔點在3420攝氏度,這也就是為什麼用這種金屬製作白熾燈鎢絲的原因。

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  然而如果你在空氣中讓非常細的鎢絲通過電流,它也會由於過熱導致斷裂,從而停止光的產生,這是由於鎢在高溫下氧化,在其表面上產生三氧化鎢,而氧化鎢的熔點僅有不倒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,這是由於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,這是因為燈泡中的氧氣已經被抽走了,並往燈泡裡面充入了氮氣和氬氣的混合物,在不被氧化的情況下,鎢絲可以很長時間發光。

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  有一個有趣的事情是,當你近距離觀察鎢絲時,你可以發現為什麼現在的白熾燈的使用壽命並沒有以前的老舊燈泡使用時間長的原因,在老舊燈泡裡,鎢絲的結構是簡單的螺旋,而現在的雙螺旋結構鎢絲更細,這就會使更多的部分厚度不均勻,以至於大大降低了燈泡的使用壽命。

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  自古以來,人類便用各種物質進行燃燒產生光源照明,像石油,天然氣,煤氣等,但這些照明光源的效率都非常低。

  最開始的電燈泡用碳絲,使用壽命也比較短。

  直到20世紀初,鎢絲的出現大大提高了發光效率。

  1910年第一顆鎢絲燈泡問世。

  1917年發明了高溫下不變形的鎢絲。

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  圖片來源:pixabay

  燈泡工業中對鎢絲的要求非常高,要耐高溫,具有優異的高溫抗下垂性能,塑性好,具有良好的導電性能。

  現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。

  純鎢絲根據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,其它鎢絲由於易脆的性能,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,發光效率低,而研發的鎢絲,主要是在三氧化鎢中摻雜硅,鋁和鉀,主要用於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,根據各個合金鎢絲材料的性能不同,使用的地方也不同。

  細細的鎢絲是怎麼製造出來的

  鎢絲的原材料是仲鎢酸銨,是一種白色的晶體,稍熔於水,在近700度的焙燒爐中40分鐘,產出藍色晶體氧化鎢,顆粒在12~19微米。

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  用於生產鎢粉的原材料,摻雜藍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。

  藍色氧化鎢經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,將鎢粉放於模具中,用等靜壓機壓制坯條,將壓制好的鎢坯條放入爐中燒結,燒結後鎢條密度一般為17.7g/cm。

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  鎢條經過旋鍛,變成用於拉絲的圓棒形鎢條,密度在19g/cm以上,鍛壓鎢條經過拉絲後變成鎢絲。

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  拉絲過程中會加入潤滑劑石墨,鎢絲的規格直徑在20微米~1毫米,鎢絲用卷盤包裝。

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  鎢絲除少量用作高溫爐的發熱材料,電子管的熱子和複合材料的加強筋等外,絕大部分用於製作各種白熾燈和滷鎢燈的燈絲,以及氣體放電燈的電極。

  現在又有人將鎢絲燈做成了藝術品,既能照明又增加了藝術氣息,將鎢絲做成各種複雜的形狀,通電後燈泡內的鎢絲髮熱,燈泡內的物品猶如煥發了生機。

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  隨著現在科學技術的進步,鎢絲燈泡已很少使用,但在那段時間內為人類做出了很大的貢獻,以至於在很多場合使用鎢絲燈,增加獨特的復古氣質。

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