Istorija volframove žice

Tungstenžica je filament napravljen kovanjem i izvlačenjem volframovih šipki. Zbog svojih odličnih svojstava, volframova žica ima širok spektar primjena. Na primjer, volframove niti se koriste u električnim izvorima svjetlosti kao što su žarulje sa žarnom niti i halogene sijalice. U ovom članku ćemo pokriti povijest volframove žice.

Razvoj industrije volframovih niti je od početka usko povezan sa industrijom sijalica.

Godine 1878. Edison je izumio sijalicu sa ugljeničnim vlaknom. Ali ova vrsta sijalice ima ozbiljne nedostatke, uglavnom kratak vijek trajanja. Edison je eksperimentisao sa karbonskom žicom 1879. i koristio je stotinama sati. Iako "ugljenik" ima visoku tačku topljenja (3550 stepeni), njegova temperatura "sublimacije" je veoma niska. Sublimira direktno iz čvrstog u gasovito stanje na niskim temperaturama, pa se lako troši, ima kratak vijek trajanja i mora biti potpuno izoliran od zraka (sagorit će u zraku).

Skoro 20 godina kasnije (1897.), karbonska žica je zamijenjena osmijum žicom i tantal žicom, ali zbog nižih tačaka topljenja Os i Ta, radna temperatura i svjetlosna efikasnost su bile niže.

Godine 1903, prema patentu A.Justa i F.Hannamana, u Mađarskoj je proizvedena prva volframova žica. Godine 1904., A. Just i F. Hannaman koristili su vezivo bez ugljenika pomiješano sa jedinjenjem volframa, ekstrudirano u filamente, a zatim zagrijano u vodiku da bi ih reduciralo u metal. Volframova žica napravljena ovom metodom je veoma lomljiva, ali pošto je njena svetlosna efikasnost mnogo bolja, ona je zamenila ugljeničnu žicu, osmijum žicu i tantal žicu za pravljenje sijalica.

Nijedna od gore navedenih metoda ne može pripremiti finu volframovu žicu. Kako bi se riješio ovaj problem, 1907. godine uvedena je legura volframa sa niskim sadržajem nikla. Priprema se mehaničkom obradom, ali njegova velika krtost otežava njegovu primjenu.

Godine 1913. Pinch je izumio toriranu volframovu nit (sadržaj ThO2: 1% do 2%), što je uvelike smanjilo krhkost žarulja sa žarnom niti. U početku, opuštanje filamenta nije problem jer je nit u ovom trenutku ravna. Ali nakon 1913. Langmuir je promijenio ravnu žicu u spiralnu žicu. Na ovaj način, kada je sijalica u upotrebi, visoka radna temperatura i mrtva težina uzrokuju savijanje filamenta, pa je čistom volframu i volframu sa torijem teško da zadovolje zahtjeve upotrebe.

Kako bi riješio probleme propadanja volframove žice i kratkog vijeka trajanja, A. Pacz je 1917. godine izumio volframovu žicu koja se "ne deformiše" na visokim temperaturama. Ali najranije ne-sagljene volframove niti bile su krhke od toriranih volframovih niti, pa su neki proizvođači sijalica insistirali na korišćenju toriranih volframovih niti.

Međutim, s kontinuiranim razvojem i poboljšanjem procesa proizvodnje volframove žice bez savijanja, ljudi su postepeno shvatili da dodavanje K, Si i Al spojeva u volfram oksid u isto vrijeme može učiniti da volframova žica ima dobru otpornost na opuštanje na visokim temperaturama. To je ono što ljudi često nazivaju "AKS volframova žica", što znači "ne-sagljena volframova žica" ili "dopirana volframova žica".