Gebruik van wolfraamdraad in toepassingen voor de algemene industrie

Waar de hitte is, blinkt Tungsten Wire nog steeds uit

Veel van de oudere toepassingen voor wolfraamdraad blijven sterk en noodzakelijk. Er is een verscheidenheid aan producten in de algemene industrie, variërend van filamenten tot ovens, waarin wolfraamdraad wordt gebruikt en zonder vervanging blijft.

Gezien de unieke elementaire eigenschappen van wolfraam, is het hoogst onwaarschijnlijk dat er ooit een superieur alternatief zal zijn voor bepaalde industriële toepassingen waarin wolfraamdraad een belangrijk onderdeel is. Er zijn zelfs lampproducten waarbij het affichekind voor technologische veroudering, de gloeilamp, niet vervangen kan worden door nieuwere technologieën.

Tungsten-filament-draad schijnt waar knipperen vereist is.

Ondanks de eerste golf van CFL's en de schijnbaar onstuitbare conversie naar LED's (of in ieder geval niet te stoppen als de prijs nog verder daalt), zijn er bepaalde lampen die CFL's en LED's gewoon niet kunnen vervangen.

In een prachtig voorbeeld van ironie weten we allemaal dat elektronische apparaten er niet van houden om snel en herhaaldelijk aan en uit te worden gezet. Er zijn echter bepaalde lampen waarvan het enige doel is om precies dat te doen.

Een perfect voorbeeld is de richtingaanwijzer- of knipperfunctie in een auto. Hier is het knipperen van de lamp, die de aan-uit thermische cycli van de elektronische component vereist, helemaal niet geschikt voor LED's.

In de begindagen van de enthousiaste acceptatie van LED's waren er pogingen om een ​​mechanische sluiter te ontwikkelen waarmee LED's constant aan konden blijven terwijl ze leken te knipperen. Het werd echter al snel duidelijk dat dit een omslachtige en onwerkbare oplossing was voor producten die intensief worden gebruikt als veiligheidsuitrusting - dat wil zeggen producten die:

• Lange levensduur
• Bestand tegen hoge temperaturen en blootstelling
• Eindeloze herhaalbaarheid

Dus de volgende keer dat u een bocht in uw auto aangeeft, bedenk dan dat u die mogelijkheid heel goed te danken heeft aan de aanwezigheid van een lamp met een wolfraamgloeidraad, die de duurzame, goedkope bron blijft voor die knipperende oplossing.

Tungsten-eigenschappen bieden voordelen bij hoge temperaturen.

Omdat geen enkel ander elementair metaal dezelfde hittebestendigheid en vormvastheid heeft, blijft wolfraamdraad ook buiten de verlichtingsindustrie nodig, in toepassingen zoals de volgende.

Ondersteunende structuren voor industriële ovens

Net zoals wolfraam verwarmingselementen kunnen worden gebruikt in industriële ovens, kan wolfraamdraad dat ook, zij het met een ander doel:als een ondersteunende structuur in plaats van als een elektrode die de warmte in een wolfraamoven levert.

.

In een breed scala aan ovens en ovens behoudt wolfraamdraad zijn vorm bij de hoogste temperaturen. Dit maakt het uitstekend geschikt voor geweven ovenmatten en andere gewichtdragende oppervlakken die de positie van een object moeten behouden omdat het wordt blootgesteld aan de hoge temperaturen van de oven.

Door de hittebestendigheid van wolfraamdraad kan het object op de juiste plaats in de hete zone worden gehouden zonder te verzakken, in te klappen, uit elkaar te vallen of het object op een andere manier uit de optimale positie te verplaatsen.

Wolfraam- en wolfraam-rhenium-thermokoppels

Wolfraamdraad kan worden gebruikt in thermokoppels - thermo-elektrische apparaten die worden gebruikt voor het meten en bewaken van temperaturen in ovens, gasturbines, dieselmotoren en andere industriële processen bij hoge temperaturen.

Tungsten thermokoppels kunnen ook worden gebruikt als temperatuursensoren in thermostaten en als vlamsensoren in veiligheidsinrichtingen voor gasgestookte apparaten

Bij extreem hoge temperaturen waarbij puur wolfraam herkristallisatie kan ondergaan en bros wordt, biedt wolfraam-rheniumdraad een alternatief. Voor toepassingen zoals vacuümovens en waterstof en inerte atmosferen kan een wolfraam-rhenium-thermokoppel worden gebruikt om temperaturen tot 2200 °C te meten.

Halfgeleiderfabricage en testen

Hoewel geïntegreerde schakelingen veel elektronische toepassingen vervangen die wolfraam of wolfraamdraad gebruiken, kunt u geen geïntegreerde schakeling maken zonder wolfraamdraad. Waarom is dit?

De meeste geïntegreerde schakelingen die tegenwoordig worden gemaakt, beginnen met een eenkristal-staaf van silicium, een boule genaamd. Het wordt gemaakt door een klein entkristal in puur gesmolten silicium te dompelen in een oven die is verwarmd tot ongeveer 2732°F (1500°C).

Net als het trekken van taffy, wordt het gesmolten silicium langzaam getrokken en uitgerekt tot een bol, waardoor een groter, cilindrisch kristal wordt gevormd. Zodra het is gestold, wordt het kristal in wafels gesneden en gepolijst om zeer regelmatige, vlakke substraten voor halfgeleiders te bieden.

En het enige materiaal dat geschikt is om een ​​boule te trekken - en uniek in staat is om te presteren zoals ontworpen in de zeer hoge temperatuur van het siliciumproductieproces - is een kabel gemaakt van geweven wolfraamdraad.

Omdat wolfraam de minste rek heeft van welk materiaal dan ook, kan wolfraamdraad het silicium trekken bij bedrijfstemperaturen waar andere materialen met een lager smeltpunt zouden uitrekken en breken.

Wolfraamdraad doet zijn intrede in de productie van halfgeleiderchips als cantilever-sondenaalden. Deze sondes worden gebruikt om geïntegreerde schakelingen te testen wanneer ze nog op monokristallijne wafels zijn opgesteld.

(Lees meer in onze blog Een nadere blik op het gebruik van wolfraamdraad voor sondes.)

Borescopen

Een andere industriële toepassing waarin de eigenschappen van wolfraamdraad bij hoge temperaturen onmisbaar blijken te zijn, is in de borescopen die worden gebruikt om de binnenruimten van omgevingen met zeer hoge temperaturen te inspecteren of te meten.

Voor gebieden die op andere manieren onbereikbaar zijn, worden deze optische apparaten vaak gebruikt bij de inspectie van motoren, turbines, leidingen en tanks. Wolfraamdraad zorgt ervoor dat de borescope zijn vorm en functie behoudt in deze vijandige omgevingen met hoge temperaturen.

Bovendien is wolfraamdraad van onschatbare waarde voor toepassingen waarbij stijfheid ook vereist is voor levering in een omgeving met hoge temperaturen. Samen met zijn hittebestendigheid biedt spiraal- of gevlochten wolfraamdraad een mate van stijfheid waardoor een borescope door het te inspecteren inwendige kan worden geleid - vergelijkbaar met een endoscoop die door het menselijk lichaam wordt geleid bij medische diagnostiek.

Een ander voordeel van wolfraam is de dampdruk.

Nog een ander voordeel van wolfraam bij hoge temperaturen is de extreem lage dampdruk, die een rol speelt in toepassingen zoals elektronenemitters, ionenimplantatie en vacuümmetaliseringsspoelen.

Elektronenstralers

Wolfraamfilamentdraad wordt bijvoorbeeld gebruikt als elektronenemitter in apparaten zoals scanning-elektronenmicroscopen (SEM's), transmissie-elektronenmicroscopen (TEM's) en microsondes die worden gebruikt in spectrometriesystemen. Door de lage thermische uitzettingscoëfficiënt kan de wolfraamdraad de juiste vorm behouden voor het genereren van de elektronenstraal.

Ionenimplantatie

Hier wordt een zware wolfraamlegering gebruikt als zowel de ionenimplantatiekamer als de elektrode om de ionenstraal te genereren.

Een uiterst geavanceerde methode, ionenimplantatie, wordt gebruikt bij de productie van halfgeleiders en de voorbereiding van metalen oppervlakken. Het proces waarbij ionen worden versneld naar hun doelwit, verandert op unieke wijze de eigenschappen van het materiaal op manieren die voorheen onmogelijk te bereiken waren.

Vacuüm metallisatiespoelen

Conceptueel een veel eenvoudiger proces, worden vacuümmetalliserende spoelen gemaakt van wolfraam gebruikt bij het coaten van de oppervlakken van goedkope plastic producten - zoals speelgoed, sieraden, cosmetische containers en kleine decoratieve onderdelen - met metaalverdamping. Dit geeft de producten de aantrekkelijke illusie dat ze gemaakt zijn van glanzend, schoon metaal.

De producten (of onderdelen) worden samen met het coatingmetaal (zoals aluminium) in een vacuüm geplaatst, dat met de metalliseringsspoelen wordt verwarmd totdat het is verdampt. In een dramatische, explosieve gebeurtenis. De resulterende dampdispersie zet zich af op de producten/onderdelen en bedekt hun oppervlakken snel en volledig met een dunne, uniforme film van de metallische verdamping.

Het gebruik van gedoteerde wolfraamdraad heeft de voorkeur boven puur wolfraam, wat corrosieweerstand biedt naast de mechanische eigenschappen die het mogelijk maken dat wolfraamdraad wordt gebruikt als vacuümmetaliseringsspoelen. Het resultaat is het metalliseren van coils met een langere levensduur dan coils van ongedoteerd (puur) wolfraam.

De mogelijkheden zijn eindeloos.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden van de vele intrigerende industriële toepassingen van wolfraamdraad - een product dat zijn waarde blijft bewijzen in toepassingen waar zijn unieke eigenschappen resultaten opleveren die moeilijk (misschien zelfs onmogelijk) te bereiken zijn met andere methoden tegen vergelijkbare kosten.

Download onze gratis gids voor eigenschappen en toepassingen van wolfraamdraad voor tips over wolfraamdraad of andere behoeften op het gebied van precisiemetaalfabricage.