鎢絲，將鎢條鍛打、拉拔后制成的細(xì)絲。主要用于白熾燈、鹵鎢燈等電光源中。用于燈泡中作各種發(fā)光體的鎢絲，還需要在冶制過程中摻入少量的鉀、硅和鋁的氧化物，這種鎢絲稱為摻雜鎢絲(DopedTungstenWire),也稱作218鎢絲或不下垂鎢絲(Non-sagTungstenWire)。現(xiàn)在的鎢絲一般是各種拉絲模拉制的。主要用途是制造燈絲和高速切削合金鋼，也用于光學(xué)儀器，化學(xué)儀器等方面的作用。
簡介
鎢絲的電阻率是5.3*10^-8，鎢的熔點高，電阻率大，強度好，蒸氣壓低，是所有純金屬中制作白熾燈絲的
最佳材料。但鎢的硬度大且脆，很難加工。當(dāng)電流通過鎢絲被加熱到一定溫度，鎢絲的電阻也就增加到一定值(一般金屬絲的電阻值隨溫度升高而增加)。1909年，庫利奇發(fā)明了鎢絲的加工工藝，為白熾燈泡的生產(chǎn)和推廣起了決定性的作用，其基本原理一直沿用到今天。
規(guī)格
牌號 特性及用途
WB001：繞制性能好，不下垂，適合于普通白熾燈、雙螺旋或三螺旋熒光燈、節(jié)日燈、支架絲等。
WB150：耐高溫性能好，加工性能優(yōu)良，適用于鹵素?zé)簟㈦p螺旋白熾燈等。
WB584：再結(jié)晶溫度高，高溫抗下垂性能好，適用于耐震燈絲、高色溫?zé)艚z等特種燈。
制作
鎢絲的生產(chǎn)大都用仲鎢酸銨（APT）作原料。一般的工藝過程是將仲鎢酸銨在 500℃左右的空氣中焙燒成
三氧化鎢，或在450℃左右的氫氣中輕微還原成藍(lán)色氧化鎢。制作白熾燈燈絲的鎢絲需要在三氧化鎢或藍(lán)色氧化鎢中摻入少量的氧化鉀、氧化硅和氧化鋁，三者用量總和不超過1%,這就是巴茲在1922年發(fā)明的鎢絲摻雜工藝。經(jīng)過摻雜處理的鎢的氧化物用氫氣還原成金屬鎢粉。還原過程一般分兩步進(jìn)行：第一步在630℃左右還原成二氧化鎢（棕色氧化鎢）,第二步在820℃左右還原成金屬鎢粉。兩步還原的目的是使摻入的鉀充分發(fā)揮作用和控制粉末粒度。這樣取得的摻雜鎢粉再在一種特制的模子中壓制成細(xì)長的方條。把方條在氫氣中通電，用自電阻加熱(溫度達(dá)3000℃左右)的方法進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后鎢條的密度可達(dá)到理論值的85%以上。這種鎢條便可以用旋鍛方法加工成直徑為3mm左右的鎢桿，然后進(jìn)一步用模子拉拔的方法加工成各種不同粗細(xì)的鎢絲。例如220V、15W的白熾燈用的鎢絲直徑約為15μm，而 10000W的溴鎢燈用的鎢絲直徑約為1.25mm。更細(xì)的鎢絲如 220V、10W的白熾燈鎢絲直徑約為12μm，則要采用電解腐蝕的方法來制作。鎢絲在拉制成成品絲時保留了大量的內(nèi)應(yīng)力，在繞制成燈絲時又在鎢絲的截面上產(chǎn)生新的不均勻變形的內(nèi)應(yīng)力。
當(dāng)鎢絲的直徑達(dá)到微米級時，用常規(guī)的卡尺很難精確地測定其直徑。因此，國際上通常將直徑在0.2mm以下的鎢絲用其切長為200mm絲段的重量來表示絲的粗細(xì)，例如上述15W白熾燈鎢絲的直徑可以用0.679mg/200mm來表示。
應(yīng)用
鎢絲除少量用作高溫爐的發(fā)熱材料、電子管的熱子和復(fù)合材料的加強筋等外，絕大部分都用于制作各種白熾燈和鹵鎢燈的燈絲以及氣體放電燈的電極。對用作氣體放電燈陰極的鎢絲或鎢桿，為降低其電子逸出功，須加入0.5～3％的釷[tǔ]，稱為鎢釷絲。由于釷是一種放射性元素，污染環(huán)境，故有用鈰來代替釷作成鎢鈰絲或鎢鈰桿的。但鈰的蒸發(fā)率高，所以鎢鈰絲或鎢鈰桿只能用于小功率的氣體放電燈。
鎢絲一旦經(jīng)高溫使用發(fā)生再結(jié)晶以后就變得很脆，在受沖擊或震動的情況下極易斷裂。在一些要求高可靠性的電光源產(chǎn)品中，為防止燈絲的斷裂，常在摻雜鎢絲中加入3～5%的錸。稱為鎢錸絲，它可以使鎢的延脆轉(zhuǎn)變溫度下降到室溫或室溫以下。這是一種很奇特的錸效應(yīng)，至今還未發(fā)現(xiàn)一種元素能代替錸，在鎢中產(chǎn)生同樣效應(yīng)。
鎢在常溫下有較好的耐酸、堿能力，但在潮濕的空氣中易被氧化，所以細(xì)鎢絲不能在潮濕環(huán)境中貯存過久。另外鎢在1200℃上下就開始與碳起反應(yīng)生成鎢的碳化物，所以對燈絲的燒氫處理要注意這個問題，否則鎢與其表面的石墨潤滑劑起反應(yīng)，則燈絲就要變脆斷裂。
熱輻射
物體熱輻射會產(chǎn)生各種不同頻率（波長）的電磁波。對于鎢絲而言，射入表面的電磁波幾乎百分之百會被吸收。（吸收與輻射系數(shù)為1）對于鎢絲而言，射入表面的電磁波幾乎百分之百會被吸收（吸收與輻射系數(shù)為1）因此其熱輻射接近頻譜只與溫度有關(guān)的黑體輻射。因此其熱輻射接近頻譜只與溫度有關(guān)的黑體輻射。
鎢絲燈的優(yōu)缺點
鎢絲節(jié)能燈的兩極是普通的鎢絲鎢絲通，發(fā)熱后，就能發(fā)射出電子，在燈管兩側(cè)加上比較高的電壓，形成電場，這些電子就會在燈管里被加速，形成有一定速度和能量的電子流，燈管是被抽成真空的，里面充有汞，就是汞電子流中的電子以一定速度打在汞原子上，使汞原子受到激發(fā)，變成激發(fā)狀態(tài)的電離子，稱為發(fā)生了階躍，激發(fā)狀態(tài)的汞過了很短的時間就自發(fā)地回落到原來的狀態(tài)。同時釋放出紫外線光，紫外線光不能用來照明。常見的節(jié)能燈管有一般的普通燈管及漸為主流的三基色燈管，和白熾燈泡相比都有省電的優(yōu)點。所不同的是普通燈管的顯色性偏低，而三基色的燈管則呈現(xiàn)出自然的陽光色，并且在顯色性及光效率上都更勝過一般的普通燈管。節(jié)能燈光源都含有汞。由于汞的沸點很低，在常溫下即可蒸發(fā)，廢棄的熒光燈管破碎后，立即向周圍散發(fā)汞蒸氣，瞬時可使周圍空氣中的汞濃度達(dá)到每立方米10～20毫克，國家規(guī)定的汞在空氣中的最高允許濃度為每立方米0.01毫克。汞進(jìn)入人體后很難被排除。
1、生產(chǎn)過程中和使用廢棄后有汞污染，目前西方國家對汞污染是相當(dāng)?shù)闹匾暋?/p>
2、由于是玻璃制品，易破碎，不好運輸。不好安裝。
3、其耗電量還是嫌大了些。
4、容易損壞，壽命短，節(jié)能不省錢這句話就是它的最好寫照。
區(qū)別鏑
最簡單的方法：有兩種材料做的燈有很大的區(qū)別，鏑燈色色溫大概是5600，上下會有浮動，因為燈泡老化
什么的，一般都在5600K左右。白熾燈的色溫是3200K!這是二者最大的區(qū)別，鏑燈是白光，鎢絲燈是黃光，鏑燈用得多，型號不一樣,，以ARR的燈具為準(zhǔn)，鏑燈包括：200W、575W、2000W、2500W、4000W、6000W、12000W還有新型的PAR燈，也屬于鏑燈類,200PAR、575PAR、1200PAR、4000PAR、6000PAR、12000PAR鎢絲燈包括：50W、300W、650W、1000W、2000W、5000W、24000W!
化學(xué)成分
發(fā)展歷史
鎢絲工業(yè)的發(fā)展從一開始就是同照明 燈泡工業(yè)緊密聯(lián)系在一起的。英國電技工程師約瑟夫·斯旺經(jīng)過近30年的研究，于1878年12月制成了以碳絲通電發(fā)光的真空燈泡。但這種燈泡存在著嚴(yán)重的缺點，主要是壽命太短。將近20年后(1897年)，碳絲被鋨[é]絲和鉭絲所取代，但由于Os、Ta熔點較低，因而工作溫度和光效低。
1879年愛迪生曾經(jīng)試用碳燈絲且使用了數(shù)百小時。雖然“碳”有極高的熔點（3550℃），但是卻有著低的“升華”溫度。在低溫時直接由固體升華為氣態(tài)，因此很容易消耗，使用壽命短。而且必須完全隔絕空氣（會在空氣內(nèi)燃燒）。目 前幾乎都是使用熔點為（3410℃）的鎢絲，優(yōu)點是低于熔點時其“升華”的速率較低。因此可以加熱到較“碳絲”更高的溫度。鎢絲一樣會在空氣中燃燒，因此需要燈泡抽成真空。
為了避免燈絲的升華，燈泡內(nèi)注入了惰性氣體，這些氣體主要為氬（argon）并且不包含氧氣。借由碰撞使部份氣化的鎢原子能夠重回?zé)艚z。雖然惰性氣體增 加了燈絲的使用壽命，但是也付出了一些代價。原本真空的燈泡內(nèi)由于惰性氣體的存在增加了熱的傳導(dǎo)與對流，帶走了能量，于是降低了平衡的溫度。升華的鎢氣于 惰性氣體內(nèi)形成微弱的粒子也借由對流在燈泡內(nèi)表面形成黑點。
1903年，根據(jù)杰司特(A．Just)和漢納門(F．Hannaman)的專利，匈牙利首次制造出鎢燈絲。它是將碳絲在含有自由氫的鎢的鹵氧化物蒸汽中通過電流加熱到高溫，使碳完全被鎢置換。這樣制得的白熾燈絲或多或少地含有碳，不僅脆性相當(dāng)嚴(yán)重，而且燈泡在使用時，燈絲不斷致密化，因而燈絲的電參數(shù)會發(fā)生變化。
1904年，杰司特和漢納門認(rèn)識到了碳對脆性的影響，采用無碳的粘結(jié)劑與鎢的化合物混合，再擠壓成絲，然后在氫中加熱還原成金屬。這種方法制得的鎢絲非常脆，但由于它的光效要好得多，還是取代了碳絲、鋨絲和鉭[tǎn]絲用于制作燈泡。
上述這些方法都不能制備細(xì)鎢絲。為了解決這個問題，1907年，一種低鎳[niè]含量的 鎢合金問世，它是通過機(jī)械加工方法制備的，但是嚴(yán)重的脆性妨礙了它的應(yīng)用。直到1909年，通用電氣電器公司的庫利奇(w．D．Coolidge)通過粉末冶金法制得鎢坯條，再利用機(jī)械加工生產(chǎn)出在室溫下具有延性的鎢絲，從而奠定了鎢絲加工業(yè)的基礎(chǔ)，也奠定了粉末冶金的基礎(chǔ)。
然而這種“延性”鎢燈絲在燈泡點燃后表現(xiàn)出明顯的脆性。1913年，平奇(Pintsch)發(fā)明了釷鎢絲(ThO2的含量為1%～2%)，從而使白熾燈絲的脆性大大降低。起初，燈絲的下垂(見鎢絲的抗下垂性能)并不是一個問題，因為此時的燈絲是直絲，但1913年以后，蘭米爾(Langmuir)將直絲改為螺旋絲，這樣，當(dāng)燈泡使用時，高的工作溫度和自重的作用使燈絲下垂，因而純鎢和釷鎢都難以滿足使用要求。
為了解決鎢絲下垂和壽命短等問題，1917年，柏斯(A．Pacz)發(fā)明了高溫下“不變形”的鎢絲。起初，他在制備純鎢時采用耐火坩[gān]堝焙燒WO3，無意中發(fā)現(xiàn)用這種WO3還原所得鎢粉制成的鎢絲螺旋，經(jīng)再結(jié)晶后異常神秘地不再下垂。隨后，經(jīng)過218次反復(fù)實驗驗證，他終于發(fā)現(xiàn)在鎢酸(WO3·H2O)中添加鉀和鈉的硅酸鹽，經(jīng)過還原、壓制、燒結(jié)、加工等制得的鎢絲，再結(jié)晶后形成相當(dāng)粗的晶粒結(jié)構(gòu)，既不軟又抗下垂，這是最早的不下垂鎢絲。柏斯的發(fā)現(xiàn)奠定了不下垂鎢絲的生產(chǎn)基礎(chǔ)，直到現(xiàn)在美國仍稱不下垂鎢絲為“218鎢絲”，以紀(jì)念柏斯的這項重大發(fā)現(xiàn)。
不過，最早生產(chǎn)的不下垂鎢絲的脆性比釷鎢絲嚴(yán)重，以致有些燈泡廠堅持使用釷鎢絲作燈絲。但隨著不下垂鎢絲生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展和完善，人們逐漸認(rèn)識到在氧化鎢中同時添加K、Si、Al的化合物，可以使鎢燈絲在高溫下具有良好的抗下垂性能，同時經(jīng)再結(jié)晶后又具有滿意的室溫延性。這就是現(xiàn)在人們常說的“AKS鎢絲”，即“不下垂鎢絲”或“摻雜鎢絲”，米爾摻chan納(T．Millner)在1931年將這種改進(jìn)的不下垂效應(yīng)稱為“GK效應(yīng)”。
參考資料 >