§ 13. Тугоплавкие металлы, применяемые в электротехнике
К тугоплавким металлам относятся металлы, у которых температура плавления выше 1400—1800° С.
Из тугоплавких металлов наибольшее применение в электротехнике получили вольфрам и молибден.
- Вольфрам — металл серого цвета с очень высокой температурой плавления 3380° С и большой твердостью (НВ = 350 кГ/мм2— для отожженного вольфрама) . Вольфрам получают методом порошковой металлургии, т. е. в результате спекания спрессованных частиц металла.
Для этого из частиц вольфрама (порошка) прессованием в стальных пресс-формах получают заготовки — стержни. Их затем подвергают спеканию при температуре 1300° С. У спеченных вольфрамовых стержней наблюдается еще зернистое строение и они обладают хрупкостью. Затем вольфрамовые стержни нагревают до температуры 3000° С.
Для получения механически прочного металла стержни подвергают многократной ковке и волочению с перемежающимися периодами отжига. В результате такой обработки вольфрам приобретает волокнистое строение, обеспечивающее ему высокую механическую прочность и пластичность. Из вольфрама изготовляют проволоку диаметром до 0,01 мм. Окисление вольфрама на воздухе начинается при температуре от 400° С и выше.
Основные характеристики вольфрама следующие: температура плавления 3380° С; плотность 19,3 г/см3; предел прочности при растяжении оь =50 кГ/мм2 (отожженный); q=0,0503 ом-мм2/м;
= 180-400 кГ/мм2 (твердотянутый); температурный коэффициент сопротивления а=+0,0048 1/°С.
Благодаря большой твердости и износостойкости вольфрама из него изготовляют контакты для электрических аппаратов и приборов. Из вольфрама изготовляют нити ламп накаливания, электроды, пружины и другие детали электровакуумных приборов. В глубоком вакууме или в атмосфере инертного газа вольфрамовые детали могут работать при температурах до 2000° С.
Молибден — металл серебристо-белого цвета. Он отличается от вольфрама меньшей температурой плавления (2630° С) и несколько пониженной твердостью (НВ = 250 кГ/мм2). Как и вольфрам, молибден получают методом порошковой металлургии, т. е. в результате спекания (при 2300° С) заготовок из спрессованных частиц металла. Полученные молибденовые заготовки подвергают ковке и прокатке. По сравнению с вольфрамом молибден обладает большей пластичностью, но молибденовые заготовки большой толщины нельзя изгибать и штамповать при комнатной температуре во избежание их растрескивания. Для этих целей их нагревают до 120—160° С в зависимости от его толщины. Окисление молибдена на воздухе начинается при температуре 500° С и выше.
Основные характеристики молибдена: плотность 10,3 г/см9 предел прочности при растяжении: аь =120--180 кГ/мм2; удельное сопротивление q = 0,057ом-мм2/м (твердотянутый); q = 0,048 ом-мм2/м; (отожженный) температурный коэффициент сопротивления а = +0,0046 1/°С.
Из молибдена изготовляют спирали накала, поддерживающие крючки, петли, катоды прямого накала и подогреватели катодов с косвенным накалом в электровакуумных приборах *.
Вследствие тугоплавкости, большой твердости и малой испаряемости сплавы вольфрама с молибденом широко применяются для изготовления размыкающихся контактов в электрических аппаратах.
*В электровакуумной технике широко применяются другие тугоплавкие металлы: тантал Та (Гпл =2996°С); ниобий Nb (Тиа = 2450°С); никель Ni (Тпл = 1455° С) и некоторые другие.
