Indústria Lâmpada

Cartazes início do século 20 para as luzes Osram

Desde o início do século 20 tungsténio iluminado o mundo.
Ósmio tem a maior taxa de emissão óptica de todos os metais. Por conseguinte, depois de filamentos de carbono de Edison, que foi utilizado no início da Indústria Lâmpada. Grande desvantagem de ósmio é a sua elevada pressão de vapor, resultando numa vida curta da lâmpada. Tungsténio resiste a temperaturas consideravelmente mais elevadas do que o ósmio e tem uma pressão de vapor muito baixa, o que resulta em mais luminosidade combinado com um tempo de vida longo.

Fio de tungstênio possui características que lhe tenham prestado um lugar único na origem e crescimento da Indústria Lâmpada . A Indústria Lâmpada representa a maior aplicação comercial de fio de tungstênio . Ele é usado neste pedido , porque ele exibe excelente resistência à deformação a temperaturas elevadas . Tungsténio é um material atraente filamento da lâmpada , porque tem uma temperatura de fusão muito elevada ( ~ 3695 K ) e uma pressão de vapor baixa a temperaturas elevadas . Tungsténio também é intrinsecamente quebradiço e , inicialmente , este impedido o fabrico de arame de tungsténio . No entanto, no início deste século, William Coolidge, trabalhando na General Electric Company , perseguiu a idéia de deformar tungstênio em temperaturas elevadas , a fim de fazer fio de tungstênio pequeno diâmetro . Dois achados importantes de seu trabalho foram , em primeiro lugar , desenvolver um método para trabalhar um lingote de metalurgia do pó até a fio usando deformação em temperaturas elevadas ; e , segundo , para produzir um material fundido a partir de esta deformação . Hoje, a capacidade de lidar com fio de tungstênio e bobina filamentos sem ruptura é a espinha dorsal de toda a incandescente Indústria Lâmpada .

Os estágios iniciais de tratamento térmico mecânico de sinterizado lingote de tungstênio são normalmente realizados por rolamento e / ou estampagem. Estas operações permitem grandes deformações a temperaturas relativamente elevadas e , durante as fases iniciais de deformação , o lingote atinge densidade completa . Ao trabalhar o tungsténio a temperaturas elevadas , o tungsténio é mantida bem acima da temperatura de transição dúctil para quebradiço , mas abaixo da temperatura de recristalização . Em vários pontos durante esta deformação , hibrida deve ser aplicada , ou o tungstênio ficará sobrecarregado e começar a fratura. Finalmente , o desenho do fio é utilizado para reduzir o tungsténio com o diâmetro final desejado . Neste ponto , a microestrutura consiste em fibras que têm relações de aspecto muito elevadas , que agem como uma corda em fibras e proporcionar curvatura ductilidade .

Não era até o advento da microscopia eletrônica de transmissão que o potássio foi localizado em pequenas bolhas no tungstênio. São estas bolhas de potássio , que fornecem o fio , com a sua elevada resistência à temperatura original de fluência . O potássio é essencialmente insolúvel no tungsténio . As bolhas formam-se em primeiro lugar a partir do pó dopado no lingote durante a sinterização . Durante o processamento termomecânico , essas bolhas iniciais são traçadas em tubos . Quando o fio é recozido , estes tubos de romper para formar as filas de bolhas .

Uma vez que o desenho do fio for concluída, o tungstênio pode ser enrolado em um filamento e recristalizado . Quando o fio é recristalizado , os limites dos grãos interagir com as filas de bolhas de potássio como as fronteiras migrar , dando origem a uma estrutura de grão de bloqueio.

Fio de tungsténio puro recristalizado forma uma estrutura de bambu : os grãos ocupar todo o diâmetro do fio , e os limites são essencialmente perpendiculares ao eixo do fio . A temperaturas elevadas , sob a tensão produzida por gravidade , estes limites se deslizar uma da outra , por difusão e produzir uma falha rápida . No entanto , quando o potássio está presente no fio , a estrutura do grão de bloqueio reduz a taxa de deslizamento de limite do grão e prolonga a vida do filamento. Essas bolhas continuam a fixar os limites de grãos nas temperaturas de operação da lâmpada, e, assim, manter uma microestrutura estável durante a vida útil da lâmpada .

Tungsténio é utilizado em muitos tipos diferentes de lâmpadas incandescentes . Os tipos mais comuns são as lâmpadas gerais domésticos, lâmpadas automotivas , lâmpadas reflectoras e para aplicações holofote ou projetor . Há também muitos milhares de lâmpadas especiais , que têm uma ampla gama de aplicações , tais como projetores de áudio-visual , sistemas de fibra óptica , luzes de câmera de vídeo, os marcadores de pista de aeroporto, photoprinters , instrumentos médicos e científicos e sistemas de palco ou estúdio .

Tungsténio é utilizado em muitos tipos diferentes de lâmpadas

A imagem abaixo, representando luzes permanentes na superfície da Terra, foi criado com dados do Programa de Satélite Meteorológico de Defesa (DMSP). Ainda mais de 100 anos após a invenção da lâmpada de tungstênio, algumas áreas ainda permanecem escuro. O tungstênio é usado como filamento da lâmpada em lâmpadas comuns e lâmpadas de halogéneo, mas também na forma de eletrodos para sistemas de lâmpadas de descarga e lâmpadas de arco.