Вольфрам

Вольфрам – чрезвычайно тяжелый твердый металл серого цвета. Из всех металлов он обладает наиболее высокой температурой плавления. Вольфрам получают из руд различного состава: промежуточным продуктом является вольфрамовая кислота H₂WO₄, из которой восстановлением водородом при нагреве до 900 ^оС получается металлический вольфрам в виде мелкого порошка. Из этого порошка при высоком давлении прессуют стержни, которые подвергают сложной термической обработке в атмосфере водорода (во избежание окисления), ковке и волочению в проволоку диаметром до 0,01 мм, прокатке в листы и т.п. Для вольфрама характерна слабая связанность отдельных кристаллов, поэтому при зернистом строении сравнительно толстые вольфрамовые изделия хрупки и легко ломаются. При механической обработке ковкой и волочением вольфрам приобретает волокнистую структуру; этим объясняется гибкость тонких вольфрамовых нитей. С уменьшением толщины вольфрамовой проволоки сильно возрастает и ее предел прочности при растяжении (от 500 – 600 МПа для стержней диаметром 5 мм до 3000 – 4000 МПа для тонких нитей; относительное удлинение перед разрывом таких нитей около 4 %). Вольфрам является одним из важнейших металлических материалов электровакуумной техники. Применение вольфрама для изготовления нитей ламп накаливания было впервые предложено русским изобретателем А.Н. Лодыгиным в 1890 г.

Вследствие тугоплавкости и большой механической прочности при повышенных температурах вольфрам может работать при высокой температуре (более 2000 ^оС), но лишь в глубоком вакууме или в инертном газе (азот, аргон и т.п.), так как уже при нагреве до температуры в несколько сот градусов Цельсия в присутствии кислорода он сильно окисляется. Благодаря высокому вольфрам иногда используют для бареттеров. Такие бареттеры из-за тугоплавкости вольфрама обладают повышенной способностью выдерживать значительные перегрузки током.

Вольфрам применяют также для изготовления контактов марок КМК-А-60, КМК-А-61, КМК-Б-21, КМК-Б-20. К достоинствам вольфрамовых контактов можно отнести: устойчивость в работе, малый механический износ ввиду высокой твердости материала, способность противостоять действию дуги и отсутствие привариваемости вследствие большой тугоплавкости, малую подверженность электрической эрозии (т.е. износу с образованием кратеров и наростов в результате местных перегревов и плавления металла). Недостатками вольфрама как контактного материала являются: трудная обрабатываемость, образование в атмосферных условиях оксидных пленок, необходимость применять большие давления для обеспечения малого электрического сопротивления контакта.

Для контактов на большие значения разрываемой мощности используют металлокерамические материалы. Заготовку прессуют из порошка вольфрама под большим давлением, спекают в атмосфере водорода, получая достаточно прочную, но пористую основу, которую затем пропитывают расплавленным серебром или медью для увеличения проводимости.