用粉末冶金和塑性加工方法制成的钨的丝材。钨丝分为纯钨丝和不下垂钨丝。纯钨丝由纯度达99.95%的钨粉制得;钨丝中绝大部分为不下垂钨丝。不下垂钨丝是在钨的氧化物原料中添加0.025%~0.05%Al2O3、0.3%~0.45%SiO2、0.25%~0.45%K2O而制成的钨丝,又称为掺杂钨丝或抗下垂钨丝。不下垂钨丝因其在再结晶温度以上使用时不像纯钨丝那样产生变形(下垂)而得名。纯钨丝主要用作电子管栅丝、边杆、引出线、支架,气体放电灯电极,发热元件等。不下垂钨丝主要用作白炽灯灯丝,电子管热丝、阴极、栅丝、气体放电灯电极、支杆、引出线等。
简史 1879年,爱迪明了电灯,使用的是碳丝。1906年,出现了粉浆挤压法制造的钨丝。1909年,美国人库利吉(W.D.Coolidge)采用钨粉压制成形烧结旋锻一拉丝技术奠定了钨丝生产的基础,使照明电灯开始走进干家万户。1918年,匈牙利人柏斯(Pac’z)在美国采用氧化物耐火材料坩埚焙烧WO3时,无意中发现用这种原料生产的钨丝,再结晶后具有良好的抗下垂特性。经过218次反复试验研究,发现是坩埚中混入的少量耐火氧化物在起作用,从而奠定了不下垂钨丝的生产基础。在美国,仍然称不下垂钨丝为218钨丝。1917年美商在中国上海创办了奇异公司,改拉进口钨丝。1938年后,桂林电子管厂也改拉过进口钨丝。1953年9月,在郑良永主持下,上海灯泡厂建立了从制粉到拉丝整套装备,生产了中国自制的盘钨丝。1956年,北京电子管厂配备了成套钨丝生产装备和技术,从事钨丝、钼丝、钨钼合金丝、钍钨丝生产。60年代,又有两家合金厂相继建成,生产钨钼丝,并开发出钨铼合金丝,投入工业化生产。70年代以来,又相继建立了十几家专业厂。钨丝年生产能力达50亿m。
掺杂机理 钨丝绝大部分被用作灯泡灯丝,其使用温度高达2000~3000oC。灯泡灯丝、电子管热丝、阴极都是采用不下垂钨丝而不是采用纯钨丝。
(1)纯钨丝再结晶温度低于1500C。而且,再结晶后在室温下脆如玻璃,高温下产生严重变形。这是由于:其在再结晶后形成等轴状的结晶组织(图1),晶界平直,室温下弯曲时沿垂直丝轴方向的晶界极易产生脆断。高温下晶粒沿晶界滑移导致下垂变形。