Fio de tungstênio Produtos

Em 1904 a Siemens-Halske Co. tentou aplicar o processo de desenho que tinha desenvolvido para tântalo para a produção de filamentos dos metais mais refratários, tungstênio , tório, etc A fragilidade e falta de ductilidade de tungstênio impediu seu sucesso atingir por esta método, embora mais tarde, em 1913-1914, foi demonstrado que a fusão de tungstênio pode ser enrolado e empatou a temperaturas muito elevadas, seguindo as etapas de redução muito pequena. Ao atingir um arco entre um tungstênio haste e uma parcialmente sinterizada tungstênio pellet em um cadinho de grafite, revestidos no interior com tungstênio em pó contendo metal e uma atmosfera de hidrogênio, pequenos pedaços de fundidos de tungstênio , cerca de 10 mm. diâmetro e 20-30 mm. de comprimento, foram produzidos, o que poderia ser trabalhado com dificuldade. Verificou-se que as propriedades de trabalho poderia ser melhorado, em certa medida pela adição de óxido de tório, que reduz a tendência para desenvolver um tipo de estrutura colunar durante o resfriamento da massa fundida. Este processo nunca foi usado comercialmente. No mesmo ano e apenas Hannaman patenteou um processo para a produção de filamentos de tungstênio , misturando o pó de metal finamente dividido com um ligante orgânico, por meio de extrusão morre, e aquecimento dos gases adequados para remover a pasta, deixando um filamento de tungstênio puro. Durante 1906-7, o processo de extrusão bem conhecida, que foi o método pelo qual a maioria dos filamentos de tungstênio foram feitas para os próximos quatro ou cinco anos, foi desenvolvido.

O processo consistiu na mistura de pó de tungstênio muito fino preto com dextrina, amido ou fécula, a fim de formar uma massa plástica, que foi forçado sob pressão hidráulica através de uma matriz de diamante fino. O fio produzido dessa forma era suficientemente forte para ser enrolada em cartões e secas. O filamento foi, então, cortado em "grampos", que foram aquecidas em um gás inerte a um calor vermelho para expulsar a umidade e os hidrocarbonetos mais leves. Cada "hairpin" foi, então, montado em clips, e levantou a incandescência brilhante pela passagem de uma corrente elétrica, embora seja cercado por um gás, como o hidrogénio, escolhido para reagir com o material de ligação, de modo que pura tungstênio só permaneceu. Na mais alta temperatura as partículas finas de tungstênio sinterizado reuniram e formaram uma sólida homogênea metálicos filamento . Estes filamentos , apesar de elástico, eram muito frágeis, mas poderia ser formado para dar forma a um calor vermelho. Justa e Hannaman também desenvolveu um outro processo, ao mesmo tempo. Este era conhecido como o "revestimento" de processos, e mostrou talento notável. Um carbono filamento tão pequenas quanto 0,02 mm. de diâmetro foi empregado como base, e esta foi revestida com tungstênio , elevando-o à incandescência em uma atmosfera de hidrogênio e de tungstênio hexachloride. O revestimento de filamento foi, então, levantou a incandescência brilhante em hidrogênio a uma pressão de cerca de 20 mm. de mercúrio. O núcleo de carbono dissolvido na tungstênio , formando tungstênio carboneto , a mudança que está sendo tão completa que o resultante filamento era tubular em seção transversal, não de carbono remanescente no núcleo. O filamento assim obtida apresentou uma aparência brilhante e branca estava muito frágil. O próximo passo consistia em aquecer o filamento em vapor de hidrogênio contendo, que o carbono oxidado e deixou um compacto filamento de puro tungstênio . Os filamentos assim obtidos foram semelhantes aos feitos pelo processo de extrusão, exceto que eles foram tubular em secção transversal.

Muitos outros processos para a produção de filamentos de tungstênio apareceu nos anos seguintes, mas o produto obtido foi em todos os casos do mesmo tipo, ou seja, um elástico, mas frágil filamento de tungstênio . Entre os mais importantes podem ser citados o método coloidal de Kuzel, desenvolvido pela primeira vez em 1904. Por este método uma massa pastosa gelatinosa de metálicos de tungstênio foi preparado por um arco entre marcante de tungstênio eletrodos sob a água. O material contido nenhum meio de ligação, mas era por si só suficientemente plástica para ser extrudado em fios finos. No aquecimento dessas até uma temperatura alta em hidrogênio por meio de uma corrente elétrica, a massa coloidal foi convertido em metais cristalinos e os filamentos foram em todos os aspectos semelhantes aos produzidos pelo processo de extrusão comum. O método foi largamente utilizado no continente europeu, e até certo ponto nos Estados Unidos.

Outro método desenvolvido com sucesso nos Estados Unidos em 1906 foi o processo de amálgama. Pó de tungstênio muito fino era mecanicamente misturado com duas vezes o seu peso de cádmio, mercúrio-amálgama, a partir do qual os filamentos foram formados por extrusão. Os filamentos eram fortes e extremamente dúctil. O amálgama foi posteriormente removido por volatilização, a uma temperatura elevada e um puro filamento de tungstênio foi obtida. Um método que alcançou um sucesso considerável, e foi usado entre 1908 e 1910 pela Siemens e Halske Co., foi o de mistura de tungstênio pó metálico com 60-10 por cento de níquel, como óxido de níquel, pressionando o pó em lingotes, e sinterização na hidrogênio em 1575 ° C. Os lingotes foram inicialmente laminados a vara de 1 mm. diâmetro a 350 ° C., e depois, com anneals fre-qüente em 1500-1600 ° C., estirados a frio de fio tão fino como 0,03 mm. O desenhadas fio foi bastante dúctil. O níquel foi removida por aquecimento dos filamentos terminou no vácuo a 1500 ° C. Um relato completo deste processo tem sido dada por M. Pirani. Outros processos também foram desenvolvidas, tais como fios de desenho a partir de tubos de tântalo embalada com pó de tungstênio. Não foi, no entanto, até 1909, que Coolidge, nos Estados Unidos, foi bem sucedido em fazer dúctil de tungstênio a partir do pó de metal por tratamento térmico adequado e trabalho mecânico.

Em todos os processos anteriores algum agente de ligação, seja orgânico ou metálico, tinha sido contratado para dar a plasticidade necessária, e foi posteriormente removido por tratamento químico ou térmico. Os filamentos que resultou eram puros de tungstênio na medida em que a análise poderia mostrar, e ainda o metal foi em todos os casos completamente frágil. Mesmo essas frágeis filamentos , no entanto, podia ser dobrado e trabalhou em alguma medida a uma temperatura relativamente baixa, e até mesmo em temperaturas abaixo daquele em que ocorre a oxidação.

O problema de fazer dúctil de tungstênio não, portanto, parecem ser um dos purificadores o material, embora ele percebeu que era metal puro foi provavelmente essencial para que um produto dúctil seria obtido. Pelo contrário, o problema foi causado pela estrutura de grãos do tungstênio em si. Usando uma temperatura suficientemente alta inicialmente, verificou-se que como o metal foi submetido a trabalho mecânico sua ductilidade aumentou, até que finalmente tornou-se tão dúctil que poderia ser laminados, ou desenhada em fios , em temperatura ambiente.

Embora apenas uma pequena porcentagem do minério que vem no mercado é utilizado para o fabrico de lâmpadas de filamentos e produtos semelhantes, a grande importância que tem assumido tungstênio cientificamente e tecnicamente é o resultado de trabalho direcionado para a sua produção para este fim. Os conhecimentos adquiridos também tem sido de valor inestimável para os trabalhadores nas áreas mais recentes de metalurgia do pó, particularmente na fabricação de carbonetos rígido. Consideração das etapas que foram passados ​​no desenvolvimento de processos modernos dá um pouco de compreensão das dificuldades que foram superadas.

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