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Verwendung von Wolframdraht in Anwendungen für die allgemeine Industrie

Wo die Hitze eingeschaltet ist, ist Wolframdraht immer noch hervorragend

Viele der alten Anwendungen für Wolframdraht bleiben stark und notwendig. Es gibt eine Vielzahl von Produkten in der allgemeinen Industrie, von Glühfäden bis hin zu Öfen, in denen Wolframdraht verwendet wird und ohne Ersatz bleibt.

Angesichts der einzigartigen elementaren Eigenschaften von Wolfram ist es höchst unwahrscheinlich, dass es jemals eine überlegene Alternative für bestimmte industrielle Anwendungen geben wird, in denen Wolframdraht eine Schlüsselkomponente ist. Es gibt sogar Lampenprodukte, bei denen das Aushängeschild für technologische Veralterung, die Glühlampe, nicht durch neuere Technologien ersetzt werden kann.

Wolfram-Filament-Draht glänzt dort, wo Blinken erforderlich ist.

Trotz der ersten CFL-Welle und der scheinbar unaufhaltsamen Umstellung auf LEDs (oder zumindest wird sie nicht mehr aufzuhalten sein, sobald der Preis noch weiter fällt), gibt es bestimmte Lampen, die CFLs und LEDs einfach nicht ersetzen können.

Zum Beispiel, in einem wunderbaren Fall von Ironie, wissen wir alle, dass elektronische Geräte nicht gerne schnell und wiederholt ein- und ausgeschaltet werden. Es gibt jedoch bestimmte Lampen, deren einziger Zweck genau das ist.

Ein perfektes Beispiel ist die Blinker- oder Blinkerfunktion in einem Auto. Hier ist das Blinken der Lampe, das das An-Aus-Temperaturwechseln der elektronischen Komponente erfordert, überhaupt nicht für LEDs geeignet.

In den frühen Tagen der enthusiastischen Einführung von LEDs gab es Bemühungen, einen mechanischen Verschluss zu entwickeln, der es LEDs ermöglichen würde, ständig eingeschaltet zu bleiben, während sie zu blinken scheinen. Es wurde jedoch schnell klar, dass dies eine umständliche und nicht praktikable Lösung für Produkte war, die als Sicherheitsausrüstung stark beansprucht werden – d. h. Produkte, die Folgendes erfordern:

Wenn Sie also das nächste Mal in Ihrem Auto abbiegen, bedenken Sie, dass Sie diese Fähigkeit sehr wohl dem Vorhandensein einer Glühlampe mit einem Wolframfadendraht verdanken können, der die langlebige und kostengünstige Quelle für diese blinkende Lösung bleibt.

Wolframeigenschaften bieten Vorteile bei hohen Temperaturen.

Da kein anderes elementares Metall die gleiche Hitzebeständigkeit und Formbeständigkeit aufweist, bleibt Wolframdraht auch außerhalb der Beleuchtungsindustrie in Anwendungen wie den folgenden erforderlich.

Stützstrukturen für Industrieöfen

So wie Wolfram-Heizelemente in Industrieöfen verwendet werden können, kann auch Wolframdraht verwendet werden, wenn auch mit einem anderen Zweck – als Stützstruktur und nicht als Elektrode, die die Wärme in einem Wolframofen bereitstellt.

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In einer Vielzahl von Öfen und Öfen behält Wolframdraht seine Form bei den höchsten Temperaturen. Dadurch eignet es sich hervorragend für gewebte Ofenmatten und andere tragende Oberflächen, die die Position eines Objekts beibehalten müssen, wenn es den hohen Temperaturen des Ofens ausgesetzt ist.

Die Hitzebeständigkeit von Wolframdraht ermöglicht es ihm, das Objekt an der richtigen Stelle in der heißen Zone zu halten, ohne dass das Objekt durchhängt, zusammenbricht, auseinanderfällt oder anderweitig aus der optimalen Position bewegt wird.

Wolfram- und Wolfram-Rhenium-Thermoelemente

Wolframdraht kann in Thermoelementen verwendet werden – thermoelektrischen Geräten zur Messung und Überwachung von Temperaturen in Brennöfen, Gasturbinen, Dieselmotoren und anderen industriellen Hochtemperaturprozessen.

Wolfram-Thermoelemente können auch als Temperatursensoren in Thermostaten und als Flammensensoren in Sicherheitseinrichtungen für gasbetriebene Geräte verwendet werden

Bei extrem hohen Temperaturen, bei denen reines Wolfram rekristallisieren und spröde werden kann, bietet Wolfram-Rhenium-Draht eine Alternative. Für Anwendungen wie Vakuumöfen und Wasserstoff- und Inertatmosphären kann ein Wolfram-Rhenium-Thermoelement verwendet werden, um Temperaturen bis zu 2200 °C (3992 °F) zu messen.

Halbleiterherstellung und -prüfung

Obwohl integrierte Schaltkreise viele elektronische Anwendungen ersetzen, die Wolfram oder Wolframdraht verwenden, können Sie keine integrierten Schaltkreise ohne Wolframdraht herstellen. Warum ist das so?

Die meisten integrierten Schaltungen, die heute hergestellt werden, beginnen mit einem Einkristallblock aus Silizium, der als Boule bezeichnet wird. Es entsteht durch Eintauchen eines kleinen Impfkristalls in reines geschmolzenes Silizium in einem Ofen, der auf etwa 2732 °F (1500 °C) erhitzt wurde.

Wie beim Ziehen von Toffee wird das geschmolzene Silizium langsam gezogen und zu einer Kugel gedehnt, wodurch ein größerer, zylindrischer Kristall entsteht. Sobald er verfestigt ist, wird der Kristall in Scheiben geschnitten und poliert, um sehr regelmäßige, flache Substrate für Halbleiter bereitzustellen.

Und das einzige Material, das zum Ziehen einer Kugel geeignet ist – und in einzigartiger Weise in der Lage ist, bei den sehr hohen Temperaturen des Siliziumherstellungsprozesses die vorgesehene Leistung zu erbringen – ist ein Kabel aus gewebtem Wolframdraht.

Da Wolfram von allen Materialien die geringste Dehnung aufweist, kann Wolframdraht das Silizium bei Betriebstemperaturen ziehen, bei denen sich andere Materialien mit einem niedrigeren Schmelzpunkt dehnen und brechen würden.

Wolframdraht taucht in der Herstellung von Halbleiterchips als Cantilever-Sondennadeln wieder auf. Diese Sonden werden verwendet, um integrierte Schaltungen zu testen, wenn sie noch auf monokristallinen Wafern angeordnet sind.

(Erfahren Sie mehr in unserem Blog A Closer Look at Utilizing Tungsten Wire for Probes.)

Endoskope

Eine weitere industrielle Anwendung, bei der sich die Hochtemperatureigenschaften von Wolframdraht als unverzichtbar erweisen, sind Endoskope, die zur Inspektion oder Messung der Innenräume von Umgebungen mit sehr hohen Temperaturen verwendet werden.

Für Bereiche, die mit anderen Mitteln nicht zugänglich sind, werden diese optischen Geräte häufig bei der Inspektion von Motoren, Turbinen, Rohren und Tanks eingesetzt. Wolframdraht ermöglicht es dem Endoskop, seine Form und Funktion in diesen aggressiven Umgebungen mit hohen Temperaturen beizubehalten.

Darüber hinaus ist Wolframdraht von unschätzbarem Wert für Anwendungen, bei denen auch Steifigkeit für die Lieferung in einer Hochtemperaturumgebung erforderlich ist. Zusammen mit seiner Hitzebeständigkeit bietet der spiralförmige oder geflochtene Wolframdraht eine Steifigkeit, die es ermöglicht, ein Endoskop durch das zu inspizierende Innere zu führen – ähnlich wie ein Endoskop, das in der medizinischen Diagnostik durch den menschlichen Körper geführt wird.

Ein weiterer Vorteil von Wolfram ist sein Dampfdruck.

Ein weiterer Vorteil von Wolfram bei hohen Temperaturen ist sein extrem niedriger Dampfdruck, der in Anwendungen wie Elektronenemittern, Ionenimplantation und Vakuummetallisierungsspulen zum Tragen kommt.

Elektronenemitter

Beispielsweise wird Wolframfilamentdraht als Elektronenemitter in Geräten wie Rasterelektronenmikroskopen (SEMs), Transmissionselektronenmikroskopen (TEMs) und Mikrosonden verwendet, die in Spektrometriesystemen verwendet werden. Aufgrund seines niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten ist der Wolframdraht in der Lage, die richtige Form für die Erzeugung des Elektronenstrahls beizubehalten.

Ionenimplantation

Hier wird eine schwere Wolframlegierung sowohl als Ionenimplantationskammer als auch als Elektrode zur Erzeugung des Ionenstrahls verwendet.

Die Ionenimplantation ist ein äußerst ausgeklügeltes Verfahren, das bei der Halbleiterherstellung und der Vorbereitung metallischer Oberflächen verwendet wird. Der Prozess, durch den Ionen in ihr Ziel beschleunigt werden, verändert die Eigenschaften des Materials auf einzigartige Weise auf eine Weise, die zuvor nicht zu erreichen war.

Vakuummetallisierungsspulen

Als konzeptionell viel einfacheres Verfahren werden Vakuummetallisierungsspulen aus Wolfram bei der Beschichtung der Oberflächen von kostengünstigen Kunststoffprodukten – wie Spielzeug, Schmuck, Kosmetikbehältern und kleinen Dekorationsteilen – mit Metalldampf verwendet. Dies verleiht den Produkten die attraktive Illusion, aus einem glänzenden, sauberen Metall hergestellt zu sein.

Die Produkte (oder Teile) werden zusammen mit dem Beschichtungsmetall (z. B. Aluminium) in ein Vakuum gebracht, das mit den Metallisierungsspulen erhitzt wird, bis es verdampft ist. In einem dramatischen, explosiven Ereignis. Die entstehende Dampfdispersion setzt sich auf den Produkten/Teilen ab und überzieht deren Oberflächen schnell und vollständig mit einem dünnen, gleichmäßigen Film des metallischen Dampfes.

Die Verwendung von dotiertem Wolframdraht wird gegenüber reinem Wolfram bevorzugt, wodurch zusätzlich zu den mechanischen Eigenschaften, die es ermöglichen, Wolframdraht als Vakuummetallisierungsspulen zu verwenden, Korrosionsbeständigkeit bereitgestellt wird. Das Ergebnis sind Metallisierungsspulen mit einer längeren Lebensdauer als Spulen aus undotiertem (reinem) Wolfram.

Die Möglichkeiten sind endlos.

Dies sind nur einige Beispiele für die vielen faszinierenden industriellen Anwendungen von Wolframdraht – ein Produkt, das seinen Wert immer wieder in Anwendungen beweist, in denen seine einzigartigen Eigenschaften Ergebnisse liefern, die mit anderen Methoden zu vergleichbaren Kosten nur schwer (vielleicht sogar unmöglich) zu erzielen sind.

Laden Sie unseren kostenlosen Leitfaden zu den Eigenschaften und Anwendungen von Wolframdraht herunter, um Tipps zu Wolframdraht oder anderen Anforderungen an die Präzisionsmetallherstellung zu erhalten.


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