xử lý nhiệt vonfram

Điểm nóng chảy của vonfram là 3422°C, đây là điểm nóng chảy cao nhất trong số các kim loại. Từ quan điểm xử lý, nó có nhiệt độ chuyển tiếp từ dẻo sang giòn cao và độ giòn ở nhiệt độ thấp ở nhiệt độ phòng. Nó là một kim loại khó gia công vì độ bền liên kết ở ranh giới hạt yếu và dễ bị nứt ra khỏi ranh giới hạt.
Việc bổ sung rheni (Re) được biết là cải thiện độ dẻo của vonfram ở nhiệt độ thấp, nhưng nó là kim loại đắt nhất và không thực tế.
Một giải pháp thay thế là sàng lọc cấu trúc hạt bằng quá trình luyện kim bột và xử lý nhiệt. Được khai thác từ mỏ và ở dạng bột, vonfram được tạo hình bằng phương pháp luyện kim bột. Trong vonfram nén này, kích thước và hình dạng của bột thiêu kết (hình dạng hạt đồng trục) bị nghiền nát và kéo dài bằng cách gia công nhựa như cán và kéo dây, tạo ra một lượng lớn sự sai lệch và giảm kích thước hạt tinh thể. và hình dạng của hạt cũng kéo dài theo một hướng cụ thể.
Kết quả là, có thể giảm nhiệt độ chuyển tiếp dẻo-giòn xuống gần nhiệt độ phòng bằng cách thúc đẩy quá trình hoàn thiện cấu trúc hạt nhiệt. Gia công nhựa được phân loại theo nhiệt độ trong quá trình gia công. Nếu nhiệt độ gần bằng nhiệt độ phòng thì đó là làm việc lạnh”, nếu cao hơn một nửa điểm nóng chảy thì đó là “làm việc nóng” và nếu thấp hơn một nửa thì đó là “làm việc ấm”.Trong quá trình gia công nóng, rất khó để xử lý các sản phẩm mỏng và mỏng một cách đồng đều do nhiệt độ giảm trong quá trình xử lý, vì vậy dây tóc được sản xuất bằng phương pháp gia công nguội. Ủ giảm căng thẳng là cần thiết vì căng thẳng vẫn còn trong cấu trúc trong quá trình làm việc lạnh. Gia công nguội tạo ra nhiều biến dạng đàn hồi, do đó có khả năng xảy ra quá trình kết tinh lại và thậm chí việc tiếp xúc tạm thời với nhiệt độ cao sẽ gây ra quá trình kết tinh lại, làm tăng tốc độ giòn giữa các hạt ở vùng nhiệt độ thấp. Quá trình kết tinh lại gây ra hiện tượng chảy xệ do dây tóc bị biến dạng rão.

Về kết tinh lại

Kết tinh lại đề cập đến sự hình thành và phát triển của các hạt tinh thể mới, hoàn toàn khác với các hạt tinh thể được tạo ra trong quá trình xử lý và không chứa các khuyết tật như trật khớp, để tạo thành cấu trúc hạt tinh thể hoàn toàn khác với cấu trúc đã xử lý. Được gọi là.
Kết tinh lại là một quá trình riêng biệt với quá trình phục hồi, trong đó các hạt mới được tạo ra bao quanh bởi các ranh giới hạt có góc cao không chứa các khuyết tật như thành tế bào hoặc sự sai lệch, và các hạt này phát triển bằng cách ăn các hạt liền kề. Làm. Khi các hạt tinh thể phát triển và ranh giới hạt di chuyển, các khuyết tật như thành tế bào và sự sai lệch trong các hạt tinh thể hiện có sẽ biến mất.
Người ta tin rằng những tinh thể mới này bắt nguồn từ những nơi tập trung sức căng đàn hồi trong cấu trúc hạt hiện có (nội hạt hoặc ranh giới hạt). Các hạt nhân tái kết tinh có nhiều khả năng xảy ra trong các vật liệu được gia công nguội với mức độ hoạt động cao, tạo ra nhiều biến dạng đàn hồi và quá trình tái kết tinh bắt đầu ở 900 đến 1000°C. Càng nhiều hạt nhân tái kết tinh được tạo ra, số lượng hạt tái kết tinh sau khi sinh trưởng càng nhiều, vì vậy kích thước hạt tái kết tinh có xu hướng nhỏ hơn. Do đó, nếu độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp được cải thiện bằng cách tinh chế các hạt tinh thể bằng cách gia công nguội, thì quá trình kết tinh lại có thể xảy ra, do đó, ngay cả khi nó tạm thời tiếp xúc với nhiệt độ cao, quá trình kết tinh lại xảy ra và sự giòn ranh giới hạt được thúc đẩy ở vùng nhiệt độ thấp. Cần lưu ý rằng Một cuộn dây tóc làm bằng dây vonfram nguyên chất sẽ bị biến dạng (biến dạng rão) do một ngoại lực nhỏ chẳng hạn như trọng lượng của chính nó do hiện tượng trượt tại các ranh giới thớ kéo dài theo hướng xuyên tâm của dây tóc khi sử dụng ở tốc độ cao. nhiệt độ. Dây tóc bị biến dạng gây ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ và dễ bị ngắt kết nối.

Giới thiệu về vonfram pha tạp

“Để đối phó, có một phương pháp pha tạp kali trong đó kali (K), silic (Si) và nhôm (Al) được thêm vào trong quá trình luyện kim bột. Trong quá trình xử lý nhiệt, silic và nhôm bay hơi, và kali bay hơi thành vonfram, tạo ra bong bóng. Những bong bóng này dẫn đến sự ổn định của cấu trúc vi mô và gây khó khăn cho quá trình kết tinh lại. Dây tóc được sử dụng trong đèn halogen là vonfram pha tạp này.
Các tính chất cũng thay đổi tùy thuộc vào lượng kali được thêm vào. Nếu lượng lớn, nhiệt độ kết tinh lại tăng lên, nhưng độ dẻo ở nhiệt độ thấp sẽ giảm đi và quá trình xử lý trở nên khó khăn. Theo cách này, chất lượng và số lượng rất quan trọng để ổn định hiệu suất và chất lượng. ”
Tuy nhiên, sau một thời gian dài, các bong bóng do pha tạp này gây ra dần dần tập trung lại và tạo thành các bong bóng lớn bên trong dây tóc. Đây là một yếu tố hạn chế tuổi thọ của đèn, nhưng áp suất cao của khí chứa đầy trong đèn halogen sẽ ngăn chặn sự phát triển và mở rộng của các bong bóng này (lỗ pha tạp). Về mặt này, khí kín áp suất cao được cho là góp phần kéo dài tuổi thọ của đèn. Ngoài ra, các tạp chất trong các bong bóng này cuối cùng sẽ phun vào khí chứa đầy đèn, khiến cân bằng halogen của khí được nạp bị phá vỡ và có thể gây ra hiện tượng đen. , ức chế chu trình halogen). Đây là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng tối đen xảy ra vài trăm giờ sau khi bắt đầu chiếu sáng.

Xử lý bề mặt cuộn vonfram

Cuộn dây tóc có thể được sử dụng nguyên trạng mà không cần xử lý bề mặt, nhưng nó được làm sạch trước khi lắp vào đèn để loại bỏ tạp chất và ngăn quá trình oxy hóa. Cuối cùng, xử lý nhiệt khí quyển được thực hiện bằng hydro.
Xử lý làm sạch thường được thực hiện bằng cách đun sôi cuộn dây vonfram trong dung dịch natri hydroxit 10% (NaOH) trong khoảng 10 phút. Nếu cần phải ăn mòn bề mặt, xử lý axit flohydric (HF) 5% được thực hiện và bề mặt bị ăn mòn bằng dung dịch nước kali ferricyanua kiềm. Cuối cùng, rửa kỹ bằng nước tinh khiết.
Sau đó, một giá đỡ (neo hoặc giá đỡ) được gắn vào dây tóc cuộn dây, đồng thời hàn lá molypden và các thanh chì bên ngoài. Sau đó, bề mặt có thể được xử lý lại bằng dung dịch natri hydroxit (NaOH) trong nước.
Cuối cùng, xử lý nhiệt khí quyển được thực hiện bằng hydro. Hydro có phương pháp đốt cháy bằng hydro khô và hydro ướt.