Вольфрамовой проволоки

Неферромагнитную проволоку, особенно проволоку из тугоплавких металлов, проверяют дефектоскопами THROB ВД-10П, ВД-20П, ВД-21П. Структурная схема этих приборов, так же как и более универсального прибора ВД-23П (рис. 73), отличается от схемы, показанной на рис. 65, наличием усилителя огибающей, фильтра и блока распознавания вида дефекта, включенных последовательно между выходом амплитудного детектора и индикатором, в качестве которого используются счетчики суммарной протяженности длинных дефектов (типа расслоев в вольфрамовой проволоке) и числа коротких дефектов, превышающих пороговый. Благодаря применению измерительного преобразователя скорости перемотки проволоки результаты контроля не зависят от вариации скорости перемотки. Приборы снабжены осциллографическим индикатором, имеют выход для подключения самописца и выход информации в двоично-десятичном коде для сопряжения с ЦВМ. Они позволяют контролировать проволоку в изоляции и под слоем графитового смазочного материала. Для дефектоскопии ферромагнитной проволоки применяется гюдмагничи-вание постоянным магнитным полем.

Некоторые интересные особенности механической связи в системе латунь — вольфрам были отмечены Веннетом и др. [47]. Прочность композитов составляла около 95% от значения, рассчитанного по правилу смеси. Однако наблюдался неожиданный эффект — образование нескольких шеек на небольших расстояниях друг от друга по длине проволоки, в результате чего полное удлинение было больше, чем у проволоки, испытанной вне композита. Объяснить это явление стеснением проволоки матрицей нельзя, так как образование шеек должно было приводить в этом случае к отделению проволоки от матрицы и расслоению композита из-за слабой связи. Множественное образование шеек было объяснено местным наклепом матрицы вблизи шейки на вольфрамовой проволоке. Наклепанная матрица разгружает проволоку до тех пор, пока несущая способность композита в данном месте не превысит несущую способность любого другого участка композита. Тогда деформация в данном месте прекращается и смещается вдоль проволоки в другое место. В пользу этой интерпретации свидетельствует то, что удлинение композита, составляющее 5— 10% при содержании вольфрама менее 5 об.%, уменьшается с ростом содержания последнего и при 20 об.% вольфрама достигает значений, примерно равных удлинению проволоки вне композита. При более высоком объемном содержании вольфрама уменьшается количество матрицы, способной подвергаться упрочнению и разгружать проволоку. . ,- ..;.,.....,. ,:

каленной вольфрамовой проволоке или прутке. Вейнтрауб также получал

мида бора ВВг3 на нагретой вольфрамовой проволоке. Аналогичный процесс

В процессе получения чистого бора, окончательно разработанном Вейн-траубом [97], трихлорид бора восстанавливается водородом в высоковольтной дуге между охлаждаемыми водой медными электродами. Полученный в виде порошка или корольков бор имел степень чистоты выше 99,8%. В более поздней работе сотрудник Вейнтрауба Уорт [94] видоизменил этот процесс. Метод Уорта основан на той же реакции, но бор осаждается на раскаленной вольфрамовой проволоке или прутке. Вейнтрауб также получал сплавы бора с углеродом путем одновременного осаждения этих элементов из их соединений на нагретую поверхность [106].

bop получали также восстановлением трихлорида бора водородом в пламени электрической дуги между вольфрамовыми или молибденовыми электродами [45]. Ван-Аркель [91] получал бор термической диссоциацией бромида бора ВВг3 на нагретой вольфрамовой проволоке. Аналогичный процесс описали Лаубепгейср, Хард, Ньюкирк и Хоард [5tt], но в этом случае для восстановления бромида бора применялся водород. Тот же метод применял Кисслинг [55]. Он приводит данные о выходах элемента, полученных при различных температурах, и о степени чистоты. Маккарти и Карпентер [62] недавно сообщили о синтезе трииодида бора и о его разложении при 800- -1000° на тантале с образованием новой кристаллической модификации бора. Бор был получен также восстановлением диборана [67, 79]. Кроме того, кристаллический бор образуется при пропускании смеси водорода е трихло-ридом бора над раскаленной нитью из вольфрамотанталового сплава [11] или титана [85]. Он может быть осажден из той же смеси на графите или на проволоке особой формы из вольфрама, тантала или молибдена [2, 75], По другому способу загрязненный бор получен восстановлением фторобо-рата калия или натрия металлическим калием, натрием илн литием [84], Еще один способ основан на восстановлении трифторида бора щелочным металлом, находящимся в газообразном состоянии [83].

На рис. 37 и 38 показана маленькая вольфрамовая печь сопротивления для плавки в тигле или гомогенизации сплавов при температурах до 2500°; печь сконструирована Биккердике [30]. Верхняя часть печи, сделанная из стекла, имеет окошко 2 для наблюдения, манометрическую лампу 3 для измерения вакуума, отвод / к вакуумной системе и отвод 4 для подачи инертного газа. Магнитная задвижка 5 изолирует окошко от остальной системы, когда им не пользуются, и предохраняет его от образования пленки вследствие испарений. Стеклянная верхняя часть печи притирается к двум полым изолированным друг от друга окисью алюминия, латунным плитам 6 и 7, охлаждаемым водой. К плитам присоединены два вольфрамовых стержня 8 и 9, которые служат для подачи тока к элементам сопротивления 13. Элементы сопротивления изготовлены из вольфрамовых листов толщиной 0,06 мм в виде разъемного цилиндра, две половины которого по его дну соединены кругом из вольфрамовой ленты. Дном нагревательного элемента служит вольфрамовый диск, который уменьшает потери на лучеиспускание; вокруг нагревательных элементов находятся три цилиндрических экрана с закрытым дном для защиты от потерь тепла на излучение: внутренний экран 16 — вольфрамовый, внешние 17 — молибденовые. Вся эта система заключается в стеклянный контейнер 18 с -фланцем, притертым к нижнему латунному диску. Образцы закрепляются внутри нагревателя на изогнутой вольфрамовой проволоке. Температура измеряется оптическим методом. Длительное использование установки при 2500° не вызывает повреждений нагревательной системы:

На рис. 50 показана индукционная печь, которая выла успешно использована Шраммом, Гордоном и Кауфманом [41] для термообработки при температурах до 2400°. Преимуществом этой конструкции является закалочная ванна с минеральным маслом, находящаяся в системе вакуумной печи. При нагреве достигается давление 10 3 мм рт. ст., а при конечной температуре может быть получено 10~4 мм рт. ст. Печь имеет вольфрамовую нагревательную камеру с отверстиями в крышке и дне. Камера помещается в трубе из окиси циркония. Трубы из окиси бериллия, расположенные ниже нагревательной камеры, ведут к масляной закалочной ванне, находящейся прямо под нагревательной камерой. Образец подвешивают на вольфрамовой проволоке, и в момент закалки его можно освобождать при помощи механизма, находящегося снаружи печи. Температуру измеряют оптическим пирометром через окошко в верхней плите с точностью ±10°. Эти же авторы описали молибденовую закалочную печь сопротивления аналогичной конструкции, пригодную для длительных нагревов вплоть до 1900°. В качестве закалочной жидкости применяется минеральное масло или ртуть, покрытая для уменьшения давления пара слоем минерального масла.

На рис. 37 и 38 показана маленькая вольфрамовая печь сопротивления для плавки в тигле или гомогенизации сплавов при температурах до 2500°; печь сконструирована Биккердике [30]. Верхняя часть печи, сделанная из стекла, имеет окошко 2 для наблюдения, манометрическую лампу 3 для измерения вакуума, отвод / к вакуумной системе и отвод 4 для подачи инертного газа. Магнитная задвижка 5 изолирует окошко от остальной системы, когда им не пользуются, и предохраняет его от образования пленки вследствие испарений. Стеклянная верхняя часть печи притирается к двум полым изолированным друг от друга окисью алюминия, латунным плитам 6 и 7, охлаждаемым водой. К плитам присоединены два вольфрамовых стержня 8 и 9, которые служат для подачи тока к элементам сопротивления 13. Элементы сопротивления изготовлены из вольфрамовых листов толщиной 0,06 мм в виде разъемного цилиндра, две половины которого по его дну соединены кругом из вольфрамовой ленты. Дном нагревательного элемента служит вольфрамовый диск, который уменьшает потери на лучеиспускание; вокруг нагревательных элементов находятся три цилиндрических экрана с закрытым дном для защиты от потерь тепла на излучение: внутренний экран 16 — вольфрамовый, внешние 17 — молибденовые. Вся эта система заключается в стеклянный контейнер 18 с -фланцем, притертым к нижнему латунному диску. Образцы закрепляются внутри нагревателя на изогнутой вольфрамовой проволоке. Температура измеряется оптическим методом. Длительное использование установки при 2500° не вызывает повреждений нагревательной системы:

На рис. 50 показана индукционная печь, которая выла успешно использована Шраммом, Гордоном и Кауфманом [41] для термообработки при температурах до 2400°. Преимуществом этой конструкции является закалочная ванна с минеральным маслом, находящаяся в системе вакуумной печи. При нагреве достигается давление 10 3 мм рт. ст., а при конечной температуре может быть получено 10~4 мм рт. ст. Печь имеет вольфрамовую нагревательную камеру с отверстиями в крышке и дне. Камера помещается в трубе из окиси циркония. Трубы из окиси бериллия, расположенные ниже нагревательной камеры, ведут к масляной закалочной ванне, находящейся прямо под нагревательной камерой. Образец подвешивают на вольфрамовой проволоке, и в момент закалки его можно освобождать при помощи механизма, находящегося снаружи печи. Температуру измеряют оптическим пирометром через окошко в верхней плите с точностью ±10°. Эти же авторы описали молибденовую закалочную печь сопротивления аналогичной конструкции, пригодную для длительных нагревов вплоть до 1900°. В качестве закалочной жидкости применяется минеральное масло или ртуть, покрытая для уменьшения давления пара слоем минерального масла.

При р = 1010 см~2, 6 = 2- 10~? см для достижения остаточной деформации за цикл е = 10~4 необходимо перемещение дислокаций на расстояние / < 50 А, что значительно меньше поперечника субзерна в вольфрамовой проволоке. Плоские скопления дислокаций в нихроме легче создаются во время деформации на стадии охлаждения, когда вольфрам испытывает напряжения сжатия. По-видимому, с плоскими скоплениями дислокаций связано и образование трещин вдоль границы раздела волокна и матрицы.

В нескольких исследованиях была оценена пригодность непрерывных волокон карбида кремния, выращенных на вольфрамовой проволоке в качестве подложки для упрочнения титановых сплавов. Одна из первых доступных партии волокон была произведена фирмой General Technologies Corporation в Рестоне, Штат Вирджиния. Они имели следующие свойства: прочность 350 000 фунт/кв. дюйм (246,1 кгс/мм2), стандартное отклонение значений прочности 60 000 фунт/кв. дюйм (42,2 кгс/мм2); диаметр 0,0038 дюйма (0,096 мм); модуль упругости 70-Ю6 фунт/кв. дюйм (49 215 кгс/мм3). Был изготовлен композиционный материал, который содержал 22 об. % этих волокон в матрице Ti — 6% А1— 4% V и обладал типичной прочностью 130 000 фунт/кв. дюйм (91,4 кгс/мм2) и модулем упругости 30-Ю6 фунт/кв. дюйм (21 092 кгс/мм2). Отношение прочности к плотности у этого материала составляло 930 000 дюйм (236-10* см), а отношение модуля упругости к плотности 214-10е дюйм (518-10е см). Характеристика жесткости превосходила значение, следующее из правила смеси для этого состава (28,3-10е фунт/кв. дюйм, 19967 кгс/мма). Неизвестно, является ли это результатом синергических эффектов, обусловленных трехосным напряженным состоянием, или следствием растворения углерода в матрице, или какой-либо другой

10-23. Степень черноты вольфрамовой проволоки определена при температуре 2000° С и равна 8 = 0,3.

10-34. В опытной установке для определения степени черноты тел для поддержания постоянной температуры ^ = 800° С вольфрамовой проволоки диаметром d = 3 мм п длиной / = 200 мм затрачивалась электрическая мощность 20 Вт. Поверхность вакуумной камеры, в которую помещена проволока, велика по сравнению с поверхностью проволоки. В процессе испытаний температура поверхности стенок вакуумной камеры поддерживалась постоянной и равной f2=20°C.

Определить степень черноты вольфрамовой проволоки при температуре 800'° С.

10-35. Вычислить степень черноты вольфрамовой проволоки при температурах 1000, 1500 и 2000° С, если для поддержания указанных температур проволоки затрачивались электрические мощности соответственно 45, 234 и 834 Вт. Все другие условия принять темп же, что и в задаче 10-34.

Рентгеновское излучение состоит из тормозного и характеристического. Образование излучения происходит в рентгеновской трубке (рис. 5.1). Катод, изготовленный из вольфрамовой проволоки, при пропускании тока нагревается до высоких температур и начинает испускать электроны, направляющиеся на анод в форме пластины из вольфрама или молибдена, из которой исходит так называемое тормозное излучение. Это излучение является

Образование рентгеновского излучения происходит в рентгеновской трубке (рис. 4.2). Катод 3, изготовленный из вольфрамовой проволоки, при пропускании тока нагревается до высоких температур и начинает испускать электроны, направляющиеся на анод 1 в форме пластины из вольфрама или молибдена, из которой исходит так называемое тормозное излучение. Это излучение является прямым следствием торможения свободных электронов на пластине, откуда и происходит название тормозное излучение.

Содержание работы. Экспериментальное определение коэффициента излучения (или степени черноты) вольфрамовой проволоки калориметрическим методом и определение его зависимости от температуры.

БОР (от позднелат. borax — бура) — хим. элемент, символ В (лат. Borum), ат. н. 5, ат. м. 10 81 Б.— кристаллич. вещество серовато-чёрного цвета; плотн. 2340 кг/м3, tnJ]2075 °С. В природе встречается гл. обр. в виде солей борной к-ты (боратов); из них раньше других известна бура. Разложением боратов получают борный ангидрид В2О3; восстанавливая В2Оа магнием — Б. Очень чистый Б. получают восстановлением бороводородов. Б. в небольших кол-вах вводят в стали и другие сплавы для улучшения их меха-нич. св-в. Б. и его соединения используют для защиты от нейтронного излучения и при изготовлении регулирующих стержней ядерных реакторов. Широкое применение в технике находят бориды. Б., а также его нитрид BN, карбид ВС и др. соединения — ПП материалы. Соединения Б. применяют в медицине (напр., борная кислота) и с. х-ве как микроудобрения. Разложением летучих соединений Б. на поверхности накал, вольфрамовой проволоки в атмосфере водорода получают высокопрочное борное волокно, применяемое для упрочнения армиров. пластиков.

ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ (франц. lampe; первоисточник: греч. lampas — светоч, светильник) электрическая — источник света, у к-рого свет испускает тугоплавкий проводник, накалённый электрич. током. Л. н. представляет собой колбу, в к-рой заключено тело накала. В лампах малых мощностей из колбы удаляют воздух (см. Вакуумная лампа)', остальные Л. н. для повышения темп-ры тела накала, т. е. увеличения световой отдачи, наполняют инертным газом (см. Криптоновая лампа накаливания), иногда с добавками галогенов (см. Галогенная лампа). Тело накала в совр. Л. н. изготовляют из вольфрамовой проволоки, свитой в спираль, биспираль или триспираль, что позволяет сократить потери тепла. Л. н. выпускают на напряжения от единиц до сотен В, мощностью до десятков кВт; продолжительность горения Л. н. колеблется от 0,1 до 2000 ч.

ТАБЛИЦА 56. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОЛЬФРАМОВОЙ ПРОВОЛОКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ДЕФОРМАЦИИ [1]

При получении вольфрамовой проволоки штабнк первоначально куется на ротационной ковочной машине, в которой нагретый штабнк получает 10000— 12000 ударов в минуту от двух ковочных плашек, вращающихся с большой скоростью вокруг оси штабика. Температура ковки снижается по мере уменьшения диаметра прутка. Пруток, прокованный до диаметра 2 мм, поступает на горячее волочение вначале с применением волок из твердого сплава (до диаметра 0,3 мм), а затем алмазных волок (от 0,3 до 0,01 мм). Для защиты проволоки от окисления используют смазку — коллоидальный раствор графита («аквадаг»).