História do fio de tungstênio

Tungstênioo fio é um filamento feito por forjamento e trefilação de hastes de tungstênio. Devido às suas excelentes propriedades, o fio de tungstênio possui uma ampla gama de aplicações. Por exemplo, filamentos de tungstênio são usados ​​em fontes de luz elétrica, como lâmpadas incandescentes e halógenas. Neste artigo iremos cobrir a história do fio de tungstênio.

O desenvolvimento da indústria de filamentos de tungstênio esteve intimamente ligado à indústria de lâmpadas desde o início.

Em 1878, Edison inventou a lâmpada com filamento de carbono. Mas esse tipo de lâmpada tem sérias deficiências, principalmente sua curta vida útil. Edison fez experiências com fio de carbono em 1879 e o usou por centenas de horas. Embora o "carbono" tenha um ponto de fusão elevado (3550 graus), a sua temperatura de "sublimação" é muito baixa. Sublima diretamente do estado sólido para o estado gasoso em baixas temperaturas, por isso é facilmente consumido, tem vida útil curta e deve ser totalmente isolado do ar (queimará no ar).

Quase 20 anos depois (1897), o fio de carbono foi substituído por fio de ósmio e fio de tântalo, mas devido aos pontos de fusão mais baixos de Os e Ta, a temperatura operacional e a eficiência luminosa eram mais baixas.

Em 1903, de acordo com a patente de A.Just e F.Hannaman, o primeiro fio de tungstênio foi produzido na Hungria. Em 1904, A. Just e F. Hannaman usaram um aglutinante sem carbono misturado com um composto de tungstênio, extrudado em filamentos e depois aquecido em hidrogênio para reduzi-los a metal. O fio de tungstênio feito por esse método é muito frágil, mas como sua eficiência luminosa é muito melhor, ele substituiu o fio de carbono, o fio de ósmio e o fio de tântalo na fabricação de lâmpadas.

Nenhum dos métodos acima pode preparar fio de tungstênio fino. Para resolver este problema, em 1907, foi introduzida uma liga de tungstênio com baixo teor de níquel. É preparado por processamento mecânico, mas sua fragilidade severa dificulta sua aplicação.

Em 1913, Pinch inventou o filamento de tungstênio toriado (conteúdo de ThO2: 1% a 2%), o que reduziu bastante a fragilidade dos filamentos das lâmpadas incandescentes. Inicialmente, a flacidez do filamento não é um problema porque o filamento está reto neste ponto. Mas depois de 1913, Langmuir mudou o fio reto para o fio espiral. Desta forma, quando a lâmpada está em uso, a alta temperatura operacional e o peso morto fazem com que o filamento ceda, e é difícil para o tungstênio puro e o tungstênio toriado atender aos requisitos de uso.

Para resolver os problemas de flacidez e curta vida útil do fio de tungstênio, em 1917, A. Pacz inventou um fio de tungstênio que "não se deforma" em altas temperaturas. Mas os primeiros filamentos de tungstênio sem curvatura eram mais frágeis do que os filamentos de tungstênio toriados, então alguns fabricantes de lâmpadas insistiram em usar filamentos de tungstênio toriados.

No entanto, com o contínuo desenvolvimento e melhoria do processo de produção de fio de tungstênio sem curvatura, as pessoas gradualmente perceberam que adicionar compostos de K, Si e Al ao óxido de tungstênio ao mesmo tempo pode fazer com que o fio de tungstênio tenha boa resistência à curvatura em altas temperaturas. Isso é o que as pessoas costumam chamar de "fio de tungstênio AKS", que significa "fio de tungstênio sem curvatura" ou "fio de tungstênio dopado".